DE2229453A1 - Verfahren zum Herstellen einer metal hschen Flussig Fest Mischung fur Gießver fahren - Google Patents

Verfahren zum Herstellen einer metal hschen Flussig Fest Mischung fur Gießver fahren

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DE2229453A1 DE19722229453 DE2229453A DE2229453A1 DE 2229453 A1 DE2229453 A1 DE 2229453A1 DE 19722229453 DE19722229453 DE 19722229453 DE 2229453 A DE2229453 A DE 2229453A DE 2229453 A1 DE2229453 A1 DE 2229453A1
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Description

Patentanwälte Dlpl.-Ing. R. ΠΓΖΕΤΖ ΒΘΠ.
Dipl-'.rt- . I'.IAMPRECHT
Dr.-Ir-. 'n. O i£ Ei T 3 Jr.
Mün«lien 22, Stsinedorfatr. 10 9 9 9 Q A R ^
65-13.917P 16. 6. 1972
Massachusetts Institute of Technology-Cambridge, Massachusetts, V» St. A.
Verfahren zum Herstellen einer metallischen Flussig-Fest-Mischung für Gießverfahren
Die Erfindung bezieht sich auf eine Metallzusammensetzung und ein Verfahren zum Herstellen einer Schmelze für ein Gieß- oder Formverfahren und auf ein Gieß- oder Formverfahren unter Verwendung einer solchen Schmelze.
Vorhandene Gießverfahren, nach denen ein Metall in den schmelzflüssigen Zustand gebracht und dann in eine Form gegossen oder eingedrückt wird, haben eine Anzahl' von Nachteilens Das Schrumpfen beim Übergang aus dem flüssigen in den festen Zustand beträgt etwa 5 $> d©r AbkühlVorgang dauert ziemlich lange; die völlig flüssige Schmelze ist gegenüber Formen stark erosiv; auch machen die hohe Temperatur der Schmelze und ihre erosive Wirkung den Formguß einiger
65-(Ser.No. 153 8i9)-Tp-r (7)
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Hochtemperaturlegierungen, wie ζ. B„ Kupfer- oder Eisenlegierungen, schwierig oder unmöglich. Die genannten Nachteile lassen sich durch Gießen einer Flüssig-Fest-Misehung solcher Legierungen verringern, und der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein entsprechendes Verfahren zum Herstellen einer solchen Mischung und die erforderlichen Mittel hierzu zu offenbaren. Weiter soll die Erfindung ein Verfahren liefern, nach dem eine solche Mischung zum Gießen verwendet wird. Gleichfalls soll im Rahmen der Erfindung eine Vorrichtung angegeben werden, die sich zur Herstellung einer solchen Mischung eignet. Schließlich soll die Erfindung eine Anzahl von reinen Metall- oder Legierungszusammensetzungen zur Durchführung von Form- oder Gießverfahren solcher Mischungen eröffnen.
Gegenstand der Erfindung, womit die wesentliche Aufgabe gelöst wird, ist ein Verfahren zum Herstellen einer Flüssig-Fest-Mischung einer Metallzusammensetzung für Gießverfahren mit dem Kennzeichen, daß man die Temperatur der Metallzusammensetzung erhöht, bis sie im geschmolzenen Zustand ist, sie bis zur teilweisen Erstarrung abkühlt -und die FlUssig-Fest-Mischung stark rührt, bis maximal etwa 65 Gew.-$ der Mischung in festem Zustand aus einzelnen degenerierten Dendriten oder Noduln bestehen.
Vorzugsweise wird die Abkühlung nur soweit geführt, bis etwa 50 # der Mischung flüssig und 50 # fest sind. Bei kO ^a Festgehalt hat die schlammartige Flüssig-Fest-Mischung eine Viskosität von etwa 1 - 10 Poise. In diesem Zustand kann die Schmelze vergossen werden, oder man kann sie auch schnell abkühlen, um ihre völlige Erstarrung zwecks Aufbewahrung und späterer Verwendung zum Gießen herbeizuführen.
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Gegenstand der Erfindung ist auch eine Metallzuaammensetzung, die entweder fest oder teilweise fest und teilweise flüssig: ist und primäre, feste, einzelne Teilchen und eine sekundäre Phase umfaßt. Die sekundäre Phase ist fest, wann die Metal!Zusammensetzung als ganze fest ist, und flüssig, wenn die Metallzusammensetzung teilweise fest und teilweise flüssig ist. Solche Zusammensetzungen lassen sich aus einer weiten Auswahl von Metallen und Metallegierungen darstellen. Die primären Teilchen umfassen kleine degenerierte Dendriten oder Noduln, die allgemein von kugelförmiger Gestalt sind und als Ergebnis des Rührens der Schmelze gebildet werden, wenn die Sekundärphase flüssig ist. Die primären Festteilchen bestehen aus einer einzelnen Phase oder aus einer Mehrzahl von Phasen, die eine von der Durchschnittszusammensetzung der umgebenden Matrix verschiedene Zusammensetzung aufweisen, wobei die Matrix selbst bei weiterer Erstarrung aus einer oder mehreren Phasen bestehen kann.
Mit dem Begriff "primäre feste Phase" ist die Phase oder sind die Phasen gemeint, die unter Bildung einzelner degenerierter Dendritenteilchen erstarren, wenn die Temperatur der Schmelze unter die Liquidustemperatur der Legierung in den Flüssig-Fest-Temperaturbereich abgesenkt wird, bevor man den so gebildeten flüssig-festen "Schlamm1* vergießt. Mit dem Begriff "sekundäre feste Phase" ist die Phase oder sind die Phasen gemeint, die aus der im Schlamm existierenden flüssigen Schmelze nach Beenden des Rührens bei einer niedrigeren Temperatur als der erstarren, bei der sich die primären Festteilchen gebildet haben. Die in der Zusammensetzung gemäß der Erfindung erhaltenen primären Festteilchen unterscheiden sich von der normalen
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Dendritstruktur insofern, als sie aus einzelnen, in der restlichen flüssigen Matrix suspendierten Teilchen bestehen. Normal ohne Rühren erstarrte Legierungen haben in den ersten Stadien der Erstarrung z. B. bis zu 15 - 20 Gew.-^ Festanteil voneinander getrennte verzweigte Dendriten und entwickeln sich zu einem untereinander verfilzten Netzwerk, wenn die Temperatur weiter sinkt und der Festkörperanteil steigt. Die Struktur der Zusammensetzung gemäß der Erfindung verhindert dagegen die Bildung des verfilzten Netzwerks, indem die einzelnen Primärteilchen voneinander durch die flüssige Matrix sogar bis zu Festanteilen von 6o - 65 Gew.-^ getrennt gehalten werden. Die primären Festteilchen sind degenerierte Dendriten, d. h. sie sind durch im Vergleich mit normalen Dendriten glattere Oberflächen und weniger verzweigte Formen gekennzeichnet, womit sie sich einer Kugelform annähern, und sie können eine quasidendritische Struktur an ihren Oberflächen aufweisen, die jedoch nicht so ausgeprägt ist, daß eine gegenseitige Durchdringung der Teilchen unter Bildung eines Netzwerkdendritgefüges auftritt. Die Primärteilchen können innerhalb der Teilchen während ihrer Erstarrung Schmelze einschließen oder nicht, was von der Stärke des Rührens und der Zeitdauer abhängt, in der die Teilchen im flüssig-festen Bereich gehalten werden. Jedoch ist das Einschließen von Schmelze gewichtsanteilsmäßig geringer als in normal erstarrten Legierungen, bei der gleichen Temperatur nach bekannten Verfahren zum Erhalten des gleichen festen Gewichtsanteils.
Die sekundäre feste Phase, die sich während der Erstarrung aus der flüssigen Matrix anschließend an die Bildung der primären Festteilchen bildet, enthält eine oder
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mehrere Phasen der Art, die man auch während der Erstarrung einer schmelzflüssigen Legierung gleicher Zusammensetzung nach derzeit üblichen Gießverfahren erhalten würde. Die sekundäre feste Phase kann also Dendriten, Einzel- oder Mehrphasenverbindungen, feste Lösungen oder Mischungen von Dendriten, Verbindungen und/oder feste Lösungen umfassen.
Die Abmessungen der primären Teilchen hängen von der verwendeten Legierung oder Metallzusammensetzung, der Temperatur der Fest-Flüssig-Mischung und dem angewendeten Rührungsgrad ab, wobei sich bei niedriger Temperatur und weniger starkem Rühren Schichtteilchen bilden. So kann die Größe der Primärteilchen von etwa 1 bis etwa 10.000 Mikron reichen. Vorzugsweise soll die Zusammensetzung zwischen etwa 10 und 50 Gew.-^ Primärteilchen enthalten, weil dann eine Viskosität vorliegt, die die Leichtigkeit des Gießens oder Formens fördert, ohne daß auf die Form- oder Gießeinrichtung ein Hitzeschaden einwirkt.
Die Zusammensetzungen gemäß der Erfindung lassen sich aus jedem Metallegierungssystem oder reinen Metall unabhängig von seiner chemischen Zusammensetzung herstellen. Obwohl reine Metalle und Eutektika bei einer bestimmten Temperatur schmelzen, lassen sie sich zur Bildung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwenden, da sie am Schmelzpunkt in einem flüssig-festen Gleichgewicht existieren können, indem man die tatsächliche Wärmeaufnahme oder -abgabe der Schmelze so steuert, daß das reine Metall oder das Eutektikum am Schmelzpunkt eine ausreichende Wärmemenge enthält, um nur einen Teil des Metalls oder des Fiittikt ikums ^u Hohine 1 /an, Dias ist möglich, da eine völlige Abführung der Schmelzwärme au.·» einem beim Gießver-
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fahren gemäß der Erfindung verwendeten Schlamm aufgrund der großen Abmessungen des normalerweise verarbeiteten Gußstücks nicht sofort vor sich geht, und die gewünschte Zusammensetzung wird durch Ausgleich der z. B. durch starkes Rühren zugeführten und der durch eine kühlere Umgebung abgeführten Wärmeenergie erreicht. Beispielsweise geeignete Legierungen umfassen Legierungen des Magnesiums, Zinns, Aluminiums, Kupfers, Eisens, Nickels, Kobalts und Bleilegierungen, wie z. B. Blei-Zlnn-Legierungen, Zink-Aluminium-, Zink-Kupfer-, Magnesium-Aluminium-, Magnesium-Aluminium- Zink- , Magnesium-Zink-, Aluminium-Kupfer-, Aluminium-Silizium- , Aluminium-Kupfer-Zink-Magnesium-Legierungen sowie Kupfer-Zinn-Bronzen, Messing, Aluminium-Bronzen, Stähle, Gußeisensorten, Werkzeugstähle, rostfreie Stähle, Superlegierungen, wie z. B. Nickel-Eisen-, Nickel-Eisen-Kobalt-Chrom- und Kobalt-Chrom-Legierungen und auch reine Metalle, wie z. B. Eisen, Kupfer oder Aluminium sind geeignet.
Die Erfindung soll nun anhand der Zeichnung näher erläutert werden; darin zeigen:
Fig. 1 eine Reproduktion einer Mikroskopaufnahme des Gefüges eines Gußstückes aus Zinn mit 10 $ Blei nach Herstellung unter Anwendung bekannter Verfahren;
Fig. 2 eine Reproduktion einer Mikroskopaufnahme des Gefüges eines Gußstückes der Legierung nach Fig. l nach Herstellung unter Anwendung des e L-fin-luui'.ageinäßeu Verfahrens j
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Fig. 3 eine teilweise weggeschnittene schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Durchführung der
Verfahren gemäß der Erfindung;
Fig. h eine Reproduktion einer Mikroskopaufnahme des Gefüges eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Gußstückes aus Kupfer mit 10 # Zinn;
Fig. 5 eine Reproduktion einer Mikroskopaufnahme des / Gefüges eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Gußstückes aus Eisen mit 3 # Kohlenstoff und k # Silizium; und
Fig. 6 eine Reproduktion einer Mikroskopaufnahme des Gefüges eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Gußstückes aus Aluminium mit 8,5 $> Silizium, 3,5 % Kupfer und 1 $> Eisen.
Eine Flüssig-Fest-Mischung aus Metallegierungen, die über einen Temperaturbereich erstarren, ist in Fig. 3 mi* I bezeichnet. Man stellt die Mischung durch Steigern der Temperatur der Legierung in einem Tiegel 2 in einem elektrischen Ofen 3 her, bis ein wesentlicher Teil der Schmelze
1 gänzlich im schmelzflüssigen Zustand ist. Dann werden
gegenläufig rotierende Flügel k und 41 in die Schmelze 1
eingeführt und mittels eines elektrischen Motors 5 zwecks Erzeugung kräftigen Rührens der Schmelze 1 mit einer Drehzahl von 300 - 500 U/min in Rotation versetzt. Der Tiegel
2 wird durch einen Motor 6 ebenfalls (jedoch mit verringerter Drehzahl von 5-10 U/min in Rotation versetzt.
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Danach wird die Temperatur der Schmelze verringert, um etwas Erstarrung oder, wenn etwas Festphase bereits existiert, eine zusätzliche Erstarrung zu bewirken. Es sei darauf hingewiesen, daß die Temperatursenkung und das starke Rühren nicht gleichzeitig vorgenommen werden müssen. Die Schmelze kann man auch zunächst abkühlen, um einen kleinen Gewichtsprozentsatz an Festteilchen zu erzeugen, und dann rühren, um die degenerierten Dendriten entweder mit oder ohne Weiterabkühlung entstehen zu lassen. Die Temperatur läßt sich im Sinne der vorliegenden Erfindung senken, bis höchstens etwa 65 $ primäre Festteilchen in der Mischung vorliegen, und man kann dann das Vergießen vornehmen. Bei 60 $ fester Phase ist die Viskosität der Mischung etwa 60 Poise und läßt sich etwa wie Zement oder Klebstoff gießen. Bei kO # fester Phase ist die Viskosität etwa k Poise und läßt sich etwa wie schweres Maschinenöl bei Raumtemperatur gießen. Die Viskosität bei 50 # fester Phase ist etwa 20 Poise. Viskositätsmessungen wurden mit Mischungen aus Zinn mit 15 $ Blei vorgenommen. Die vorstehend angegebenen Werte beziehen sich auf diese besondere Legierung und unterscheiden sich etwas davon, wenn andere Legierungen verwendet werden. Zu diesem Zeitpunkt läßt sich die Schmelze unter Anwendung üblicher Gießtechniken vergießen.
Fig. 2 ist eine Reproduktion einer tatsächlichen Mikroskopaufnahme des Gefüges eines Gußstückes aus Zinn mit
10 $ Blei, was nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gerührt und vergossen wurde, als die Flüssig-Fest-Mischung zu 65 $ im Zustand der primären festen Phase war. Die körnigen, primären, festen Metallteilchen 10 und die sekundären Festteilchen 12 im Gußstück muß man mit den Dendritteilchen bei
11 in Fig. 1 vergleichen. Der schwarze Teil 13 der primären
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Festteilchen 10 umfaßt Schmelze, die in den primären Festteilchen während ihrer Bildung eingeschlossen wurde. Die Mikroskopaufnahmen nach Fig. 1 und 2 wurden mit tOfacher Vergrößerung hergestellt.
Fig. k ist eine Mikroskopaufnahme mit 15facher Vergrößerung eines Gußstückes aus einer Kupferlegierung mit 10 $ Zinn, die aus einer Zusammensetzung mit etwa 50 Gew.-$ primärer Festteilchen 14 vergossen wurde und außerdem sekundäre Festteilchen 15 enthält. Wie man beim Vergleich ■ der Figuren 1 und k leicht beobachten kann, enthalten die primären Festteilchen 14 eingeschlossene Schmelze 16 und haben eine von der normalen Dendritstruktur sehr verschiedene Struktur.
Fig. 5 ist eine Mikroskopaufnahme mit 35facher Vergrößerung eines Gußstückes aus Eisen mit 3 % Kohlenstoff und k % Silizium, das.aus einer Zusammensetzung mit etwa 30 Gew,-^ primären Festteilchen 17 vergossen wurde und außerdem sekundäre Festteilchen 19 enthält. Die primären Festteilchen 17 enthalten eingeschlossene Schmelze und Graphitplättchen 18 und haben eine Nichtdendritstruktur.
Fig. 6 ist eine Mikroskopaufnahme mit 50facher Vergrößerung eines Gußstückes aus Aluminium mit 8,5 % Silizium, 3,5 % Kupfer und 1 $ Eisen mit etwa kO Gew.-^ primären Festteilchen 20 und sekundären Festteilchen 21. Die primären Festteilchen 20 haben eine nichtdendritische Struk tur.
Die F Luft3 ig-Fes t-Mlschurig 1 kann, wenn das gewünschte FLÜsaig-Fes t- Verhfil triLs erreicht ist, auch sehr schnell abgekühlt worden, um einen erstarrten SchLnmm zur leichten
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Aufbewahrung zu bilden. Später kann der Schlamm auf die Temperatur der Flüssig-Fest-Mischung mit dem besonders gewünschten Gewichtsverhältnis erhitzt und dann nach üblichen Methoden vergossen werden.
Auch besitzt indessen ein nach dem gerade erläuterten Verfahren hergestellter Schlamm thixotrope Eigenschaften, wenn er wieder in den flüssig-festen Zustand erhitzt ist. Er kann so in eine abgewandelte Formgießmaschine oder andere Vorrichtung in anscheinend fester Form eingeführt werden. Jedoch bewirkt die Scherkraft, die auftritt, wenn dieser anscheinend feste Schlamm in eine Formhöhlung gedrückt wird, daß sich der Schlamm in ein Material verwandelt, dessen Eigenschaften nahezu die einer flüssigen Schmelze sind.
Es sind in diesem und im folgenden Absatz tatsächliche Werte bezüglich solcher Flüssig-Fest-Mischungen enthalten, mit denen gearbeitet wurde, während die restlichen Absätze Erläuterungen allgemeinerer Art gewidmet sind. Was die Einzelheiten betrifft, so wurden Flüssig-Fest-Mischungen unter Verwendung einer solchen Vorrichtung hergestellt, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, und mit einer Drehzahl der Rührflügel von 500 U/min gearbeitet. Die Temperatursteuerung des Ofens 3 wurde unter Verwendung eines Thermoelements i4 vorgenommen, um Steuereingänge für eine Ofentemperafcursteuereinrichtung 15 in Fig. 3 zu liefern. Die Temperaturen der FLüssig-Fest-Mischung für 50 # Feststoff und 50 $ Flüssigkeit verschiedener Legierungen sind in folgender Aufa be L Lung angegeben:
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? Π f) 3 5 3 /081 I
Sn - 10 ic Pb - - - 210 °C Legierung von Fig. 6 - - - 1020 0F
Sn - 15 # Pb - - - 195 °C " " Fig. h - - - 9^7 0C
Al - 30 # Sn - - - 586 0C M " Fig. 5 etwa 1110 0C
Al - A,5 # Cu - 633 °C
Änderungen von der Mischung mit 50 $ primären Festteilchen und 50 io Schmelze nach oben oder unten ergeben sich aus Änderungen der angegebenen Temperaturwerte.
Ein hergestelltes Gußstück unter Verwendung einer 50 : 50-Flüssig-Feet-Mischung hat einen Schrumpfwert von etwa 2,5 & ira Unterschied zu 5 $ beim Vergießen einer völlig flüssigen Metallschmelze, was für eine Zinn-Blei-Legierung gilt. Erstarrungsschrumpfwerte anderer Metalle sind: Eisen 4 #; Aluminium 6t6 #; Kupfer 4,9 #.
Die Lehre gemäß vorliegender Erfindung ist auch auf einigen anderen erwähnenswerten Gebieten von Vorteil. Das Verfahren ermöglicht in der Flüssig-Fest-Mischung eine Dispersion von Flüssigkeiten, die in der Flüssig-Fest-Mischung unmischbar oder nur teilweise mischbar sind. So läßt sich z. B. flüssiges Blei einer Flüssig-Fest-Mischung einer Aluminium-Legierung zusetzen. Ein Gußstück aus der erhaltenen Mischung weist Blei in der Aluminium-Legierung dispergiert auf und wäre u. a. zur Herstellung von gegossenen Lagern nützlich. Blei kann (mit Ausnahme sehr geringer Mengen) nicht als Schmelze einer Aluminiumschmelze einfach zugemischt werden, da es sich nur ganz wenig darin auflöst und im wesentlichen zum Boden einer solchen Schmelze absinken würde. Andere nützliche Zusätze für Legierungen im allgemeinen umfassen Keramik-, Graphit- und Sandteilchen. Außerdem können auch gasbildende Verbindungen, wie z. B. ZrHp der Flüssig-Fest-Mischung zugesetzt werden, um Metallschaum
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zu erhalten. Hierbei wird eine gleichmäßigere Dispersion von Poren im Gußprodukt erhalten, als wenn man diese Verbindungen einer völlig flüssigen Schmelze zusetzt.
Das Gießen des beschriebenen teilweise erstarrten Metallschlammes oder Gemisches läßt sich durch eigentliches Vergießen, durch Injektion oder auf andere Weise vornehmen; das offenbarte Verfahren eignet sich vorteilhaft zum Formguß, zum Dauerformguß, zum Stranggießen, zum Schmieden mit geschlossener Form, zum Heißpressen, zum Vakuumformen (dieses Materials) und zu anderen Zwecken. Die besonderen Eigenschaften dieser Schlämme regen dazu an, daß Abwandlungen bisher bekannter Gießverfahren mit Vorteil vorgenommen werden können. Beispielsweise sei darauf hingewiesen, daß sich die effektive Viskosität der Schlämme durch Steuern des Anteils der primären Festteilchen steuern läßt; die hohen möglichen Viskositäten bei Anwendung der Erfindung führen zu geringeren Metallspritzverlusten und Lufteinschlüssen beim Formguß und ermöglichen höhere Metalleintrittsgeschwindigkeiten bei diesem Gießverfahren. Weiter ergeben sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine gleichmäßigere Festigkeit und eine höhere Dichte der Gußstücke.
Die Rührmittel entsprechend Fig. 3 und nach der Beschreibung sind gegenläufig rotierende Flügel k, U1, jedoch lassen sich auch elektromagnetisches Rühren, Gasblasendurchleiten und andere Rührmechanismen verwenden. Das Rühren ist ausreichend, um die Bildung ineinander verfilzter Dendritnetzwerke zu verhindern oder die schon gebildeten Dendritverzweigungen an den primären Festteilchen im wesentlichen zu beseitigen bzw. zu verringern. Eine Diskussion der Theorie als Basis dieser Erfindung ist in einer
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Doktorarbeit des Erfinders Spencer unter dem Titel enthalten; "Rheology of Liquid-Solid Mixtures of Lead-Tin". Eine Anzahl der Elemente der Vorrichtung in Fig. 3 tragen ohne weiteres verständliche Bezeichnungen, und es ist anzunehmen, daß eine weitere Erläuterung ihrer Funktion überflüssig ist.
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Claims (20)

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen einer Flussig-Fest-Mischung einer Metallzusammensetzung für Gießverfahren, dadurch g e -kennzeichnet , daß man die Temperatur der Metal !zusammensetzung erhöht, bis sie im geschmolzenen Zustand ist, sie bis zur teilweisen Erstarrung abkühle und die Flüssig-Fest-Mischung stark rührt, bis maximal etwa 65 Gew.-/6 der Mischung in festem Zustand aus einzelnen degenerierten Dendriten oder Noduln bestehen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man abkühlt, bis etwa 50 # der Mischung flüssig und 50 # fest sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Flüssig-Fest-Mischung weiter zwecks vollständiger Erstarrung abkühlt, sobald ein wesentlicher Teil davon im festen Zustand ist, und ein festes Rohmetall bildet.
h. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß man das feste Rohmetall erneut auf eine Temperatur erhitzt, bei der sich eine Flüssig-Fest-Mischung ergibt, und diese anschließend vergießt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Metallzusammensetzung während der ganzen Abkühlungsperiode kräftig rührt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
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daß man die Metallzusammensetzung stark zu rühren beginnt, nachdem sie unterhalb der Liquidustemperatur abgekühlt ist.
7. Verfahren zum Herstellen einer Fltissig-Fest-Metallmischung für Gießverfahren, deren fester Anteil aus einzelnen degenerierten Dendriten oder Noduln besteht, dadurch gekennzeichnet, daß man das zu gießende Metall auf eine Temperatur zur Bildung einer Flüssig-Fest-Mischung mit bis zu 65 Gew. -$ Festteilchen erhitzt und die so gebildete Mischung kräftig rührt.
8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß man bei kräftigem Rühren die Temperatur der Mischung verringert, um den Anteil der primären Festteilchen zu erhöhen.
9· Gießverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß man eine zu vergießende Metallzusammensetzung auf eine Temperatur erhitzt, bei der eine wesentliche Verflüssigung auftritt, sie dann zwecks Bildung einer im wesentlichen homogenen Flüssig-Fest-Mischung, in der die Festteilchen im wesentlichen aus einzelnen degenerierten Dendriten oder Noduln bestehen, kräftig rührt und diese Mischung vergießt.
10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß man bei kräftigem Rühren die Flüssig-Fest-Mischung zwecks Steigerung des Anteils der einzelnen degenerierten Dendrite oder Noduln abkühlt und sie dann vergießt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
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daß man die Abkühlung durchführt, bis ein gewünschtes Flüssig-Fest-Verhältnis erreicht ist, die Mischung zur Bildung eines festen Rohmetalls weiter abkühlt, dieses erneut soweit erhitzt, bis es thixotrope Eigenschaften aufweist und im Flüssig-Fest-Zustand ist, auf das anscheinend feste Rohmetall eine Kraft ausübt und es dadurch zu einem Material umwandelt, dessen Eigenschaften mehr die einer Flüssigkeit sind, und das Material unter Druck in eine Gießform einführt.
12. Verfahren nach Anspruch 1, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man in die Flüssig-Fest-Mischung feste Teilchen aus einem anderen Material als dem der ursprünglichen Flüssig-Fest-Mischung einmischt.
13· Verfahren nach Anspruch 1, 7 oder 8. dadurch gekennzeichnet, daß man in die Flüssig-Fest-Mischung Flüssigkeiten einmischt, die mit der Flüssig-Fest-Mischung unmischbar oder teilweise mischbar sind.
14. Verfahren nach Anspruch 1, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man in die Flüssig-Fest-Mischung gas- ildende Stoffe einmischt.
15. Metallzusammensetzung, gekennzeichnet durch bis zu 65 Gew.-^ von degenerierten dendritischen oder nodulartigen, primären, einzelnen, festen Teilchen, die in . iner sekundären Phase mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als dem der einzelnen, festen Teilchen suspendiert sind, die eine andere Zusammensetzung als die einzelnen, festen Teilchen aufweist.
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16. Zusammensetzung nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Phase fest ist.
17'· Zusammensetzung nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß die sekundär^ Phase flüssig ist.
18. Zusammensetzung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Phase eine thixotrope Flüssigkeit ist.
19· Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung eine Metallegierung ist.
20. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 15 bis 19» dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung von etwa 10 bis 50 Gew.-^ einzelner, fester Teilchen enthält.
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DE2229453A 1971-06-16 1972-06-16 Verfahren zur Herstellung einer zu vergießenden Flüssig-Fest-Metallphase Expired DE2229453C3 (de)

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