DE2124134A1

DE2124134A1 - Verfahren zum kontinuierlichen Strangguß von Metallblocken und Kokille zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE2124134A1
Application number: DE19712124134
Authority: DE
Inventors: die Anmelder M sind
Priority date: 1970-05-18
Filing date: 1971-05-14
Publication date: 1971-12-09
Also published as: SU339099A1; FR2090111A1; CA953077A; SE365436B; FR2090111B1

Description

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Z.V«brijckensir, 4

1. Vladimir Aleksaiidrovic Livanov, Stupino/ UdSSR

2. Aleksej Aleksandrovic Rogozinskij, Moskau /UdSSR

3. Hatvej Matveevic Gudimov, Moskau /UdSSR ^L\. Aleksej Ivanovic Skucilov, Stupino/UdSSR

5. Viktor Paclovic Gorochov, Stupino/ UdSSR

6. Eduard Jakovlevic Bender, Solncevo-2/UdSSR

Vi-. Mai 1971

RZ/Hu

P 37 730/2

VERPAHEEIi ZUM KONTINUIERLICHEN STRANGGUß VON UND KOKILLE ZUR DURCHFÜHRUNG DIESES VERFAHRENS

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum

kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Strangguß von Metallblöcken und auf Einrichtungen zur Durchführung dieser Verfahren

Diese Erfindung kann mit bestem Erfolg bei der Erzeugung von Guß blöcken aus Aluminium und Aluminiumlegierungen angewonde werden·

Es sind Verfahren zum kontinuierlichen Strangguß aus Aluminium und seinen Legierungen durch Eingiessen des geschmolzenen Metalls in eine gekühlte Durchgangskokille bekannt ,die anfänglich von unten her durch einen Untersatz verschlossen ist und Seitenwande besitzt,welche oben und

voh

unten Kanten begrenzt sind und einen Hohlraum mit demselben

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Querschnitt bildender für den Gußblock vorgesehen ist.Der bewegliche Untersatz unterstützt den erstarrenden Gußblockunterteil und senkt sich während des Gießvorganges mit der geforderten Geschwindigkeit.Der Oberfläche des Gußblocks wird sofort nach seinem Austritt aus der Kokille ein

Kühlmittel zugeführt,worauf der geformte Gußblock aus der Kokille herausgezogen wird· - ...

Bei den bekannten VerfaSSn mit direkter Kühlung von Alumini umblöcken wird die Kokille derart gekühlt,daß der Kontakt zwischen dem geschmolzenen Metall und der Kokille zur Bildung einei Kruste erstarrten Metalls führt,welche sich nach unten vom Meniskus des flüssigen Metalls ,der in der Zone des Kontaktes entsteht,erstreckt»Die erstarrende Kruste zieht sich zusammen, wobei infolgedessen unterhalb der Kontaktzone die Außenfläche des Gußblocks von der gekühlten Wand der Kokille abLöst «Obwohl eine bestimmte wärmemenge des in die gekühlte Kokille eingegossenen geschmolzenen Metalls durch das Kühlmittel über die Kokillenwand aufgenommen wird,wird der größere Teil dieser Wärme durch das Kühlmittel abgeleitet,welches in Strömen unmitt« bar auf die Gußblockoberfläche unterhalb dor unteren Kante der Kokille zugeführt wird.Die Wirkung des Kühlmittels breitet sich

QI/5

in der Praxis nach oben von der unteren Kante der Kokille ungefähr 25-37 mm bei der üblichen Gießgeschwindigkeit.

Bei den bekannten Verfahren sind die erzeugten Gußblöcke erheblichen Oberflächenfehlern ausgesetzt,wobei zu den Haupt-

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fehlern unterbrochener Guß,der Runzelbildung bewirkt,sowie Seigerungsbeulen gehören·Die Seigerungsbeulen bilden sich inrolge des Durchbruchs des geschmolzenen Metalls durch die erstarrte Gußblockkruste,beim Abgang dieser Kruste von der KojcLI- ±enwana,bei Erhitzung und Abschmelzung der Kruste durch die Warme des geschmolzenen Metalls sowie auch infolge der Erstarrung des durchgebrochenen Metalls auf der Gußblockoberfläche· Unterbrochener Guß tritt als Folge einer periodischen Er^sta-cruij

des Metalls im Meniskus oberhalb des Berührungspunktes von Metall mit der Oberfläche der Kokillenwand auf,die eine unterhalb der Erstarrungstemperatur des Metalls liegende Temperatur hat,sowie auch als i'olg« üee Überlaufs des flüssigen Metalls über die erstarrte Oberfläche zur gekühlten Kokillenwand hin,worauf sich dieser Prozess wiederholt·

Zur Beseitigung der vorstehend beschriebenen Fehler auf der Oberfläche der Gußblöcke /st es erforderlich»

letztere vor dem Walzen oder Fressen dem Schruppen zu unterwerf en.Diese Arbeitsoperation ist arbeitsaufwendig und mit beträchtlichen Spanabfall des Metalls verbunden«

Das beste Korngefüge und das nichtVorhandensein der Seigerung werden in Guß blocken mit rundem Querschnitt erzielt, wenn die Vertiefung im geschmolzenen Metall während des Gießens ungefähr die Form eines Kegels besitz£_tdessen Spitze sich im unteren Punkt der Vertiefung befindet «Im Falle von Guß blocken mit rechteckigem Querschnitt soll die Vertiefung die Form eines

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umgekippten vierflächigen Prismas haben»Bei den bekannten Gießverfahren besitzt jedoch, die Vertiefung nicht diese For»,da auf dem Abschnitt der Gußblockoberfläche von dem Niveau der Erstarrung des Gußblocks bis zum Niveau,wo ßich auf den Gußblock der Effekt der direkten Kühlmittelzuführung auszuwirken beginnt, praktisch keine Kühlung wegen der vorerwähnten Schwindung der Kruste vor sich geht*Es ist auch bekannt,daß die Seigerungs-

^w beulen beseitigt oder zumindest bedeutend vermindert werden können,wenn die Erstarrung der Oberfläche des Gußblocks unter Bildung seiner Kruste so nahe an der unteren Kokillenkante beginnt,daß die Wirkung des Kühlmittels,welches auf den Gußblock gleich nach dessen Austritt <*vj der

«in«

Kokille geleitet wird,Örtliche Erhitzung und Abschmelzung der Gußblockkruste verhindert .Außerdem werden die Reibung zwischen Guß block und Kokille und die damit verbundenen Oberflächenfehlei völlig be s e it igt, wenn der Kontakt des Guß blocks mit der Kokille ι während des Gießvorganges fehlt·

Das Bestreben,die Struktur des Stranggußblocks und die Qualität seiner Oberfläche auf Grund der obenbeschriebenen Gesetzmäßigkeiten zu verbessern,führte zur Entwicklung von Verfahren zum kontinuierlichen Strangguß und von Kokillenkonstruktionen, bei denen die Erstarrung des geschmolzenen Metalle nahe der unteren Kant« der Kokille erfolgt ,wobei oberhalb der Zone» in der die Erstarrung beginnt,wahrend des Schmelzvorganges ein Bad flüssigen Metalls aufrechterhalten wird.Zu diesem Zweck

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worden die Kokillenwände oberhalb der Zone doe Erstarrungnbeginns mit einem Isoliermaterial in Fora von dünnem biegsamem Blech bedeckt,welches gegen die Wirkung des geschmolzenen Metalis unempfindlich ist (siehe beispielsweioe das USA-Patent 5326270 ).Jedoch besitzen auch diese Verfahren wesentliche Nachteile,die darin bestehen,daß der unmittelbare Eontakt des Gußblocks mit der Kokille zu Beginn der Erstarrung nicht ausgeschlossen ist,so daß infolgedessen Reibung zwisci ihnen besteht und die bereits oben beschriebenen,hiermit verbundenen Fehler auftreten können.Darüber hinaus nimmt in diesem Fall die Reibung infolge der Vergrößerung des metallostatiechen Drucks zu,der von dom geschmolzenen Metali auf die erstarrende Guß blockier ust e ^oberhalb der Zone des Erstarrungabeginns>ausgeubt wird·

Auf diese Weise konnte keines der bisher bekannten Verfahren eine effektive Lösung des Problems der Qualitätssteigerung der Oberfläche von Aluminiumgußblöcken^welche nach aem

mit
kontinuierlichen Stranggußverfahren unmittelbarer Kühlung des

Gußblocke gegossen werden,herbeiführen·

Von uns wurde festgestellt,daß die Qualität der Gußblöcke bedeutend verbessert werden kann und zwar durch völliges Ausschalten des Kontaktes zwischen der Kokillenwand und dem Metall dank der Erzeugung einer wärmedämmenden Gaszwischenschicht,die ein Produkt der Sublimation dee Kokillenwandwerkstofre ist,

zweck der iürfindung ist die Behebung der

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aufgezählten Nacnteile·

Der Erfindung ist die Aufgabe zugrundegelegt,ein Verfahren zum kontinuierlichen Stranggießen von metallischen Guß blöcken zu entwickeln und eine Kokille zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen,dio es gestatten,die Oberflächenfehler des Guß blocks auf ein Minimum zu reduzieren, seine metallurgischen Charakteristiken zu verbessern und den Gießvorgang einfach und wirtschaftlich zu machen,indem hierbei ei») e Beibung zwischen Kokillenwänden und Metall ausgeschlossen wird. .

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst,daß in dem Verfahren zum kontinuierlichen Strangguß von Metallblöcken_t welche ε Eingießen des geschmolzenen Metalls in eine anfänglich von unten her durch einen Untersatz verschlossene Durchgangskokille,Absenken des Untersatzes,Zuführen"eines Kühlmittels auf die Oberfläche des Gußblocks gleich nach dessen Austritt ο i/s der Kokille ,nachfolgendes Formen des Guß blocke und Herausziehen desselben aus der Kokille umfaßt,erfindungsgemäß vor dem Eingießen des geschmolzenen Metalls in die Kokille an der Innenfläche ihrer Wände eine Schicht aus einem sublimierendem Materia.' gebildet wird,die an der gesamten Innenfläch« der Wände satt anliegt und unter Einwirkung der Wärme des heißen Metalls unter Bildung einer ununterbrochenen Gaszwischenschicht aus £>oiimation. produkten zwischen der Schicht und der Gußblockoberflache sublimiert,wobei der Drück in der aus Sublimationsprodukten bestehenden ununterbrochenen Gaszwischenschicht den me tallostatischen

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Druck des geschmolzenen Metalls ausgleich*,In der Kokille,die im Verfahren des Jsontinuierlichen ötranggießens von MetallblöGten verwendet wird,und die gekühlte, oben und unten von iiantenbegrenzte Wände besitzt und durch einen Untersatz von. unten her verschließbar ist,wird erfindungsgemäß auf der Innenfläche der Kokillenwände eine Schicht aus sublimierendem Material gebildet,welche an der gesamten Innenfläche dieser Wände satt anliegt und einen durchgehenden Hohlraum bildet, dor anfänglich von unter her durch den Untersatz verschließbar ist und zur Aufnahme des geschmolzenen Metalls bestimmt ist«

Ks ist notwendig,daß die Sublimationstemperatur des auf dor Innenfläche der Kokillenwa'nde eine Soidoht bildenden Materials O,2i>-O,75 der Schmelztemperatur des in die Kokille eingegossenen Metalls betragt·

Zweckmäßigerweise wird als sublimierendes Material Polytetrafluorethylen verwendet·

Die Dicke der Schicht aus sublimierendem Material soll 0,1-5 mm betragen»

Diese Schicht aus sublimierendem Material kann durch ein Einlegestüclc gebildet sein,welches an der gesamten Innenfläche der Kokillenwände satt anliegt«

Die Schicht aus sublimierendem Material kann

durch ein Band gebildet sein,welches an der gesamten Innenfläche der Kokillenwände satt anliegt«

Die Schicht aus sublimierendem Material kann durch

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einen Überzug eines auf die innenfläche der Kokillenwände aufgebrachten Pulvers gebildet sein»

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nachstehend

Ausführungsbeispiele derselben unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen betrachtet»Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Kokille zum kontinuierlichen Stranggießen eines GußDlocks aus Aluminium;

Fig. 2 eine Kokillenwand mit auf diese aufgetragener Schiel aus sublimierendem Materiell im Schnitt;

Fig. Jf ein Schaubila,welches die Seigerung von Kupfer in Gußblöcken kennzeichnet,die nacheifern bekannten und dem vorgeschlagenen Verfahren hergestellt wurden;

Fig. 4 ein Schaubild der Veränderung der mechanischen uägei schäften über den Durchmesser von Gußblöcken,welche nachemem bekannten und dem vorgeschlagenen Verfahren hergestellt wurden;

Fig. 5 ein© Fotografie der MikroStruktur von Metall im gegossenen Zustand in 30 mm Entfernung von der Oberfläche eines nach dem bekannten Verfahren hergestellten Strangguß blocks;

Fig. 6 dieselbe wie in Fig 5 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren;

Fig. 7 eine Kokille nach der Erfindung im Schnitt bei üerej Verwendung zur Erzeugung von runden Hohlblöcken·

Das Verfahren zum kontinuierlichen Stranggießen von Gußblöcken aus Aluminium besteht im folgenden.

In eine Kokille 1 (Fig*1),cLi9 metallische ,durch obere und

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«. ο —

untere Kanten begrenzte Wände 2 besitzt,wird geschmolzenes Metall 3>beispielsweise Aluminium eingogossen,wobei man die Kokille^anfänglich durch einen (nicht gezeigten) Untersatz von unuon her verschließt,welcher die ersten Portionen des einge-gossenon Metalls 3 unterstützt und zur Bildung des Fußes des künftigen Gußblocks7dient; Vor dem Eingießen des Metalls 3 wird auf der Innenfläche der wände 2 eine Schicht 4 aus sublimierendem Material gebildet,welche an der gesamten Innenfläche der Wände 2 satt anliegt und unter Einwirkung der Wärme des heißen Metalls sublimiert,indem sie zwischen sich und den Oberflächen 5 und 6 des Gußblocks 7 eine ununterbrochene Gaszwischenschicht 8 aus Sublimationsprodukten bildet»Die Sublimationstemperatur des Materials wird in Abhängigkeit von der Schmelztemperatur des

Metalls 3 gewählt und macht 0,25-0,75 dieser Temperatur aus,d.h. sie liegt beim Gießen von Aluminiumblöcken in einem Bereich von 200 bis 500⁰C.

Die Schichtdicke beträgt 0,1 bis 5 mm,wobei das sublimii rende Material eine geringe Wärmeleitfähigkeit gegenüber den Wsu den 2 hat.Als sublimierendes Material wird Polytetrafluoräthylei eingesetzt.Die Schicht 4 ist durch ein Einlegestück 9 aus sublimierendem Material gebildet«Dieses Einlegestuck^Jliegt satt an den wänden 2 an,was auf eine beliebige bekannte Weise,z.B. durch Ankleben erreicht wird.Im oberen !Teil des Einlegestücks 9 ist ein Flansch 10 vorhanden,der in eine in ihren Abmessungen entsprechende Ausdrehung 11 der Wände 2 der Kokille 1 hineinragi

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Die unteren Kanten der Wände 2 und des Einlegestücks 9 besitzen eine gemeinsame Abschrägung,welche mit der vertikalen Wand des

(7

Einlegestücks einen Winkel von 15 bis 45° bildet und für die Strahlen des aus einem perforierten Ringrohr 12 auf die feste Oberfläche 13 des Gußblocks 7 geleiteten Kühlmittels richtungsgebend wirkt«Die Innenfläche des Einlegestücks 9 ist parallel zur Kokillenacose ausgeführt oder verbreitert sich nach unten. Beim Eingießen des Metalls 3 in die Kokille 1 beginnt man,-

den Untersatz mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit abzusenken,wobei sich bildende StranggußDlock 7 aus der Kokille'' herausgezogen wird,dessen Oberfläche sofort nach seinem Austritt aus der Kokille. mit Strahlen des aus dem Rohr 12 zugeführten Kühlmittels bespült wird.Nach Erreichen < > in der mit dem Metall 3 in Kontakt stehenden Schichtfeder SuDlimationstemperatur)beginnt das sublimiorende Material zu sublimieren und bildet eine Gaszwischenschicht 8, in welcher der Druck der Gase den metallostatischen Druck der Säule des flüssigen Metalls 3 ausgleicht»Das Gleichgewicht zwischen Druck in der Gaszwischenschicht 8 und metallostatischeia Druck wird währei des Gießvorganges selbstgeregelt.Wenn zum Beispiel eier metall- :statische Druck den Druck in der Gaszwischenschicht 8 übersteij so nähern 3ich die Oberfläche 5 der flüssigen Phase 3 des Gußblocks 7 und die Oberfläche 6 der flüssigfesten Phase 14 dieses Blocks der Innenfläche des Einlegestücks 9 und- die Wärmezufuhr zu dessen Oberfläche nimmt zu,was eine Erhöhung der Subli-

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mationsgeschwindigkeit hervorruft»Infolgedessen steigt der Druck in der Zwischenschicht 8 auf den Druck an,welcher dem metallostatischen gleich ist'_tWenn der Druck in der Zwischen-

skh schicht 8 den metallostatischen Druck übersteigt,so wenden die Oberflächen 5 und 6 von der Innenfläche des Einlege st ücks 3 &b_t die wärmezufuhr zu de5sea. Oberfläche nimmt ab,wodurch sich die Sublimationsgeschwindigkeit des Einlegestückwerkstoffs vermindert und dementsprechend der Druck in der Zwischenschicht 8 auf den Druck zurückgeht ,der dem metallostatischen gleich ist«

Ein Teil der Warme,die von der Blockoberfläche auf die Oberfläche des Einlegestücks 9 der Kokille 1 gelangt,wird von dem die wände 2 von außen bespülenden Kühlmittel abgeführt.Der zurückgebliebene Teil dieser Warme wird für die Sublimation des Materials des Einlegestücks 9 verbraucht,Dies ermöglicht, die Geschwindigkeit der Sublimation des Materials von der Oberfläche des Einlegestücks?durch Veränderung des Prozesses der Wärmeabfuhr durch dieses z.B. durch Änderung der Einlegestückdicke oder Erhöhung der Kühlungsintensität der Außenfläche der Wände 2 zu regeln·

Die Sublimationsgeschwindigkeit kann auch in anderer Weise verändert werden,insbesondere durch Anwendung für das Einlegestück 9<von sublimierfähigen Materialien mit einem Füllstoff, beispielsweise mit Graphii^

Das Einlegestück 9 und die Gaszwischenschicht 8 besitzen einen ausreichenden wärmedämmenden Effekt ,um die Erstarrung des

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geschmolzenen Metalls J vor dessen Eintritt in die Wirkungszone des Kühlmittels,welches auf den Gußblock 7 gleich nach Austritt

αΐΛ5 der Kokille.'/ geleitet wird,zu

verhindern.Diese Zone breitet sich von der unteren Kante der Kokille 1 etwas nach oben aus,Die Oberfläche 6 der flüssigfesten Phase 14- des Gußblocks 7 weist eine Temperatur auf ,die zur Bildung ^zwischen ihr und dem Einlegestück Steiner Gaszwischenschicht aus den Sublimationsprodukten des Materials des Einlegestücks hoch genug ist«Beim Gießen von Gußblocken aus Legierungen, die in einem Temperatur int ervall er ^-starren, beginnt die Erstarrung des Gußblocks 7 auf der Oberfläche 15 und geht auf der Oberfläche 16 zu Ende «Beim Gießen von Blöcken aus Metallen,welche bei gleichbleibender Temperatur er^stajcxen

,hat der Guß block 7 nur eine Erstarrungsfläche 16 .Die Oberflächen 5 und 6 des Gußblocks7kommen nicht in unmittelbaren Kontakt mit der Oberfläche des Einlegestücks 9_fwodurch eine Reibung zwischen den Oberflächen des Guß blocks ^und dem EinlegestückJund folglich auch die Beschädigung der nicht fester Kruste des erstarrenden Gußblocks/ausgeschaltet wird·

Der Stranggußblock 7 wird aus der Kokille 1 auf eine beliebige Weise herausgezogen.Die Schicht $■ kann durch einen Überzug 17 (Fig.2) aus Pulver gebildet sein,welches auf die Innenfläche der Kokille/durch elektrostatisches Aufstäuben aufgetragen wird·In diesem Falle wird der Verbrauch an subli mierendem Material vermindert und die Bauart der Kokille^vereinfacht.

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üio Schicht aus sublimierendem Material kann durch ein Band gebildet sein,welches an der gesamten Innenfläche der Kokillenwände2satt anliegt,Dieses Band wird in einer beliebigen bekannten V/eise,beispielsweise durch Ankleben befestigt.

In Fig· 3 ist ein Schaubild dargestellt,welches die Seigerung von Kupfer in einem runden Strangguß block von 120 mm Durchmesser aus Aluminiumlegierung,die 3,8 - 4,9% Kupfer, 1,2 - 1,8 % Magnesium und 0,3 - 0,9 % Mangan enthalt,kennzeichnet·

Die Kurve A zeigt die Verteilung von Kupfer (Cu) längs dem Halbmesser (R) des nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellten Stranggußblocks,währ end die Kurve B die Kupfer'tterteilung in einem nach bekannten Verfahren erzeugten Gußblock anzeigt.

Aus dem Schaubild ist ersichtlich,daß in dem nach dem vorgeschlagenen Verfahren erzeugten Stranggußblock das Kupfer relativ gleichmaßig verteilt ist und dessen Gehalt den technischen Bedingungen für die Schmelze im ganzen Guß blockquer schnitt entspricht.

In Fig.4 ist ein Schaubild der Änderung der Bruchfestigkeit (^) und der spezifischen Dehnung ( 6^) über dem Durchmesser eines runden Stranggußblocks von 120 mm Durchmesser aus Aluminiumlegierung,die 3|8 - 4,9 % Kupfer, 1,2 - 1,8 % Magnesium und 0,3 - Q,9 % Mangan enthalt,dargestellt« Die Kurve C stellt die Änderung der Bruchfestigkeit über

den Durchmesser eines nach bekannten Verfahren gegossenen

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Blocks dar,wahrend die Kurve D die eines nach dem vorgeschlagener Verfahren erhaltenen Gußblocks zeigt·

Die Kurve E stellt die Änderung der spezifischen Dehnung über den Durchmesser eines nach bekannten Verfahren gegossenen Blocks dar,während die Kurve F die eines nach dem Vorgeschlagenen Verfahren erzeugten Gußblocks zeigt«

k Aus dem Vergleich der Kurver? ist ersieht lieh, daß die Bruchfestigkeit und die spezifische Dehnung des Werkstoffs der nach dem vorgeschlagenen Verfahren gegossenen Blöcke über ihr.en Durchmesser bedeutend gleichmäßiger und in der Peripherieschicht mehrmals höher ist als in den nach bekannten Verfahren gegossenen Gußblöcken·In der Mitte der einen und der anderen Gußblöcke unterscheiden sich die mechanischen Eigenschaften wenig voneinander»

In den Figuren 5 und 6 sind Fotografien der Makrostruktur des Metalls im gegossenen Zustand in 350 mm Entfernung von. der

* Oberfläche der nach bekannten und nach dem vorgeschlagenen Verfahren erzeugten Strangguß blöcke von 120 mm Durchmesser aus Aluminiumlegierung wiedergegeben,die 5,8 - 4,9 % Kupfer, 1,2 1,8 % Magnesium und 0,3 - 0,9 % Mangan enthält·

Beim Vergleich der Mikrostrukturen ist ersichtlich,daß die Abmessungen der Dendritenzellen und der intermetallischen Phasen an den Korngrenzen in einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Gußblock 2 bis 2,5mal geringer sind als in einem nach bekannten Verfahren hergestellten Guß block»

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Auf diese Weise gewährleistet das vorgeschlagene Verfahren die Erzeugung von Gußblöcken aus Aluminiumlegierungen mit hoher Qualität der Oberfläche und mit besseren metallurgischen Eigenschaften, so daß die Oberfläche eines fertigen Stranggußblocks

glatt ist,was bei bekannten Gießverfahren unerreichbar ist,während die Bildung unterbrochenen Gusses,der Seigerungsbeulen und anderer ODerflächenfehler am Gußblock völlig ausgeschlossen ist.Da das Gleichgewicht der Druckkräfte der Gaszwischenschicht und des metallostatischen Drucks der flüssigen Phase automatisch aufrechterhalten wird,kommt es zu keiner Verzerrung der Gußblockform·Die Erstarrung des Gußblocks beginnt in der Zone seiner unmittelbaren Abkühlung mit Wasser,was besser metallurgische Eigenschaften des Stranggußblocks sicherstellt·

Beispiel 1.

Ein runder Block aus Aluminiumlegierung,die 3>|8 - 4,9 % Kupfer,1,2 - 1,8 % Magnesium und 0,3 - 0,9 % Mangan enthält, wird nach dem obenbeschriebenen diskontinuierlichen Stranggieß— verfahren in eine 'nt Fig· 1 dargestellte wassergekühlte Kokille gegossen.Der Durchmesser der Kokille beträgt 120 mm,die Länge - 105 mnuDie Wände 2 der Kokille! bestehen aus Aluminium,

·· ·· Hill

das Einlegestuck 9 aus Polytetrafluoj?athylen einer Dicke von 5 mn Das geschmolzene Metall wird der Kokille"/ aus einem nicht

dargestellten Verteilergehäuse bei einer Temperatur von 680 -

... v*{J_ert

690⁰C zugeführt.Die V/asserstrahlen werden auf die KokilleVheraus zuziehenden Gußblock mit der Geschwindigkeit 153 l/min geleite

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wobei die Ausziehgeschwindigkeit des Gußblocks 110 - 120 mm/min beträgt.Der Abstand zwischen dem Niveau des Erstarrungsbeginns auf der Guß blockober flache und der unteren Kokillenkante belauft

sich auf 10 bis 15 mm,Der hergestellte Stranggußblock^von 6 m I/änge besitzt eine ebene glatt© Oberfläche ohne unterbrochenen Guß,Seigerungsbeulen,Risse und Streifen»

Das vorstehend beschriebene Verfahren kann zum Gießen von Hohlblöcken 18 angewandt werden.In diesem Fall wird in die Kokille 1 ein konischer Dorn 19 eingesetzt,auf dessen Außenfläche eine 0,4 bis 2 mm dicke Schicht 4· aus sublimierendem Material aufgebracht wird.Diese Schicht wird durch Aufstäuben oder Befestigen eines Bandes aufgetragen»Dank dieser Schicht bildet sich zwischen dem flüssigen Metall 3 und dem Dorn 19 unter Ein** wirkung des heißen Metalls3eine ununterbrochene Gaszwischenschicht 8 aus Sublimationsprodukten.Der Prozeß der Abkühlung

und Formung des Stranggußblocks verläuft analog zum obengeschilderten Verfahren.Der erhaltene .Gußblock weist glatte Außen- und Innenflächen auf, die _; frei von Fehlern sind» Bespiel 2'«

Hühlblöcke 18 aus der im Beispiel 1 angegebenen Legierung und aus Aluminiumlegierung,die 1,8 - 2,8 % Magnesium und 0,2 — 0,6 % Hangan enthält,werden nach dem obenbeschriebenen Verfahren in einer wassergekühlten Kokille^,wie sie in Fig. 7 gezeigt ist, gegossen.Per Innenraum des Gußblocks wird durch den konischen Dorn 19 erzeugt,auf dessen wänden in geschilderter Weise eine

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SchichtIfaus dem sublimierenden !material Polytetrafluorethylen von 0,4 mm Dicke gebildet ist«Der Dorn,welcher sich von oben nach unten im Winkel 1,5° verengt ,besitzt eine Länge von 100 mm und der Durchmesser seiner unteren Grundfläche beträgt 65 mm.Die Außenkokille 1 hat im Durchmesset 161 mm und ihre Wände2 sind 2 - 1,5 mm dick* Auf die Kökillenwände2ist eine Schicht aus Polytetrafluorethylen von 0,4· mm Dicke aufgetragen=,

Die Zuführung der Wasserstrahlen auf die Innenfläche des Hohlblocks erfolgt mit der Geschwindigkeit 75 l/min,und auf die Außenfläche - mit der Geschwindigkeit 200 1/min.Die Gußblöcke aus einer Legierung,welche 3|8_; - 4)9 % Kupfer,1,2 - 1, Magnesium und 0,35 - 0_r$ % Mangan enthält,gießt man mit einer Geschwindigkeit von 120 - 130 mm/min,und aus einer Legierung, die 1,8 - 2,8 % Magnesium und 0,2 - 0_;,6 % Mangan enthält,mit einer Geschwindigkeit von 13Ο - 140 mm/min.Aus beiden Legierungen erhält man Strangguß blöcke von 6 Metern Länge mit glatten Außen- und. Innenflächen ,die frei von Fehlern sind,wobei die Qualität der inneren Struktur der Stranggußblöcke höher als bei den nach bekannten Verfahren gegossenen Blöcken ist»

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Claims

P-jfentanwälre

ZELLENTiN u. LUYKEN

Munch en 22

/waibrückenstr. a . rS/Hu

- 18 -

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PATENTANSPRÜCHE

1· Verfahren zum kontinuierlichen Strangguß von Metallblöcken, welches Eingießen des geschmolzenen Metalls in eine gekühlte Durchgangskokille,die anfänglich von unten her durch einen Untersatz verschlossen ist,Zuführen eines Kühlmittels auf die Oberfläche des Guß blocks gleich nach dessen Austritt σι/5

der Jiokille_; sowie nachfolgendes formen des Guß block: und herausziehen desselben aus der Kokille umfaßt,d a d u r c h gekennzei chnet ,daß vor dem Eingießen des geschmolz· nen Metalls O) in die Kokille (1) auf der Innenfläche ihrer Wände (2) eine Schicht (4) aus eublimlerendem Material gebildet

(2)

wird,die an· der gesamten Innenfläche der Wände satt anliegt und unter Einwirkung der Wärme des heißen.Metalls unter Bildung eine: ununterbrochenen Gaszwischenschicht (8) aus Sublimationsprodukten zwischen der Schicht und der Gußblockoberfläche sublimiert, wobei der Druck in der ununterbrochenen Gaszwischenschicht aus Sublimationsprodukten den metallostatischen Druck des geschmolzenen Metalls ausgleicht«

2» Verfahren nach Anspruch 1»d a.,d u r c h gekenn· zeichnet ,daß die Sublimationstemperatur des die Schicht auf der Innenfläche der Wände (2). der Kokille (1) bildenden

Materials 0,25 bis 0,75 der Schmelztemperatur des Metalls

(1)

beträgt,das- in die Kokille eingegossen wird.

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ORIGINAL INSPECTED

3· Verfahren nach Anspruch 1,dadurch g e k e η η zei chnet ,daß als sublimierendes Material Polytetrafluorethylen verwendet ist»

4· Kokille zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen

.. von ..

1 - 3,die gekühlte, oben und unten Kanten begrenzte Wände (2) besitzt und durch einen Untersatz von unten her verschließbar· ist,d adurch gekennzeichnet, daß auf der Innenfläche der Wände (2) der Kokille (1) eine

Schicht (4·) aus sublimierendem Material gebildet ist,welche an

(2)
der gesamten Innenfläche dieser Wände satt anliegt und einen

durchgehenden Hohlraum bildet, der anfänglich durch den Unter sat ü von unten her verschlossen ist und zur Aufnahme des geschmolzenen Metalls bestimmt ist» .

5· Kokille nach Anspruch 4-,d adurch gekenn-

W
zeichnet , daß die Dicke der Schicht aus sublimierendem Material 0,1 - 5 nim beträgt,

6. Kokille nach Anspruch 4 ,d adurch gekenn-

(V) ze ichnet ,daß die Schicht des sublimierenden Materials

durch ein Einlegestück (9) gebildet ist,welches an der gesamten Innenfläche der Wände (2) der Kokille (1) satt anliegt.

7· Kokille nach Anspruch 4, d adurch gekennz e i chne t ,daß die Schicht (4) des sublimier enden Material durch ein Band gebildet ist,das an der gesamten Innenfläche der

(ζ) ty
Wände der Kokille satt anliegt»

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8. Kokille nach Anspruch 4,d adurch gekennzeichnet ,daß die Schicht des sublimie renden Materials durch einen Überzug (17) aus einem Pulver gebildet ist ,welches

(Z)

auf die Innenflache der Kokillenwande aufgetragen ist.

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