DE2321768A1

DE2321768A1 - Keramikbeschichtete schutzhuelse fuer ein in aluminiumschmelzen einsetzbares thermoelement

Info

Publication number: DE2321768A1
Application number: DE19732321768
Authority: DE
Inventors: Heinz-Josef Lindemann
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1973-04-30
Filing date: 1973-04-30
Publication date: 1974-11-14
Also published as: DE2321768B2

Description

Keramikbeschichtete Schutzhülse für ein in Aluminiumschmelzen einsetzbares Thermoelemente Die Erfindung betrifft eine keramikbeschichtete Schutzhülse für ein in Aluminiumschmelzen einsetzbares Thermoelement0 Bekannte Schutzhülsen dieser Art weisen den Nachteil auf, daß sich nach relativ kurzer Betriebszeit Aluminium klumpenförmig auf der Keramikschicht absetzt.
Zurückzuführen ist dies auf eine Reaktion des Keramikmaterials mit der Aluminiumschmelze. So wurden bisher beispielsweise Keramiken mit Komponenten wie Sir2, Zero, und Feldspat verwendet. Dabei hat sich gezeigt, daß gerade diese Komponenten besonders reaktionsanföllig sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die SchutzhUlsen in der Weise und mit einer solchen Keramikschicht zu versehen, daß die geschilderten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll die Keramikschicht der SchutzhUlsen in starkem Maße bruchunempfindlich sein, Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Keramikschicht im Flammspritz-Verfahren aufgebracht ist und aus Komponenten besteht, die nicht mit der Aluminiumschmelze reagieren, Vorteilhafterweise baut man daher die Keramikschicht aus Oxiden und/oder Oxidverbindungen auf deren Nichtsauerstoffkomponenten bei den in einer Aluminiumschmelze herrschenden Temperaturen gegenuber Sauerstoff eine größere Affinität aufweisen als das metallische Aluminium in der Schmelze. Besonders günstige Ergebnisse lassen sich beispielsweise erzielen mit MgO, A1203 und MgAl2O40 Femer kann die Keramikschicht auch aus Boriden oder Nitriden aufgebaut sein. Neben den fUr die DurchfUhrung der erfindungsgemaßen Lehre als vorteilhaft herausgestellten Materialien dUrfen die Keramikschichten allenfalls noch geringfügige Spuren an praktisch nicht vermeidbaren Verunreinigungen aufweisen, Die erfindungsgemäßen Materialien werden dabei jeweils im Flammspritz-oder gegebenenfalls auch im Plasmaverfahren auf die Schutzhülse aufgetragen. Die Dicke der aufzutragenden Keramikschicht beträgt etwa 0,5 mm.
Die Schutzhülse selbst besteht zweckmäßigerweise aus Grauguß0 Zwischen die Keramikschicht und die Schutzhülse aus Grauguß wird vorteilhafterweise noch ein Haftgrund aus NiCr 80/20 auf die Grauguß-Oberflache im Flammspritz-Verfahren aufgetragen0 Dadurch wird eine bessere Haftung der Keramikschicht auf der Schutzhülse aus Grauguß gewährleistet, Zur Stabilitätserhöhung kann die Schutzhülse an ihrer inneren Mantelfläche insbesondere noch durch ein Stahlrohr verstärkt werden, Grauguß als Material bietet sich für die Schutzhülse deshalb besonders an, weil Grauguß in etwa den gleichen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, wie die erfindungsgemäß aufzubringende Keramikschicht0 Außerdem weist Grauguß eine relativ hohe mechanische Festigkeit bei hohen Temperaturen, wie sie in einer Aluminiumschmelze herrschen, auf0 Das Einbringen eines zusätzlichen Stahlrohres in das Innere der Schutzhülse erhöht darUber hinaus noch die Bruchfestigkeit der Hülse, Dies ist besonders dann erforderlich, wenn die Schutzhülsen für Thermoelemente in Aluminiumschmelzen beim Chargieren eingesetzt werden In diesen Fallen sind die Schutzhülsen nämlich erheblichen Stößen ausgesetzt, die beim Einbringen festen stückigen Materials in die Schmelze beim Auftreffen dieses stückigen Materials auf die Außenflächen der Thermoelement-Schutzhü Isen auftreten.
Ein Ausführungsbeispiel zu der erfindungsgemäßen Lehre ist in der Zeichnung dargestellt.
Zwischen einem Schutzrohr 2 aus Grauguß und einem Thermoelement 1 ist zur Stabilitätserhöhung noch ein Stahlrohr 3 angeordnete Zum Anschlußkopf 4 des Thermoelementes 1 hin wird das Thermoelement noch durch ein weiteres Halterohr 5 gestützt0 Das Schutzrohr 2 aus Grauguß ist mit einer aus MgAI2O4 (Spinell) bestehenden Keramikschicht 6 umgeben und weist einen Durchmesser von ca. 30 mm zusammen mit der Keramikschicht auf. Diese Keramikschicht ist in einem Flammspritz-Verfahren aufgetragen. Vor dem eigentlichen Flammspritzen wird die Oberfläche des gegossenen Schutzrohres 2 zunächst mit Stahisand und anschließend mit Korondsand gestrahlt. Auf die derart erhaltene metallisch blanke Oberfläche wird als Haftgrund NiCr 80/20 im Flammspritz-Verfahren aufgetragen. Sodann wird hierauf das Spinell flammgespritzt.
Bei dem Auftrage-Verfahren ist darauf zu achten, daß an der metallisch blanken Oberfläche des Schutzrohres nach dem Sandstrahlen einerseits und auf der Oberfläche des Haftgrundes vor dem Aufspritzen des Spinells andererseits keine Korrosionen auftreten. Dies erreicht man dadurch, daß die einzelnen Verfahrensschritte zeitlich unmittelbar hintereinander ausgeführt werden. Das Schutzrohr 2 aus Grauguß wird um das Stahlrohr 3 stehend gegossen. Das Stahlrohr 3 kann wahlweise ein Mantel-Thermoelement 1 oder ein handelsübliches Thermoelement aufnehmen.

Claims

Paten ta n spruch e
3Keramikbeschichtete Schutzhülse für ein in Aluminiumschmelzen einsetzbares Thermoelement, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikschicht im Flammspritz-Verfahren aufgebracht ist und aus Komponenten besteht, die nicht mit der Aluminiumschmelze reagieren.
2o Keramikbeschichtete Schutzhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikschicht aus Oxiden und/oder Oxidverbindungen besteht, deren Nichtsauerstoffkomponenten bei den in einer Aluminiumschmelze herrschenden Temperaturen gegenüber Sauerstoff eine größere Affinität aufweisen als das metallische Aluminium in der Schmelze 3. Keramikbeschichtete Schutzhülse nach Anspruch 1 oder 2 mit einer Keramikschicht aus MgO.
4. Keramikbeschichtete Schutzhülse nach Anspruch 1 oder 2 mit einer Keramikschicht aus AI2O3.
5. Keramikbeschichtete Schutzhülse nach Anspruch 1 oder 2 mit einer Keramikschicht aus MgAl2o4e
6. Keramikbeschichtete Schutzhülse nach Anspruch 1 mit einer Keramikschicht aus Boriden
7. Keramikbeschichtete Schutzhülse nach Anspruch 1 mit einer Keramikschicht aus Nitriden.
8. Keramikbeschichtete Schutzhülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülse aus Grauguß besteht und daß hierauf vor dem Aufbringen der Keramikschicht ein Haftgrund aus NiCr 80/20 im Flammspritz-Verfahren aufgetragen ist.
9. Keramikbeschichtete Schutzhülse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikschicht in einer Dicke von etwa 0,5 mm aufgetragen ist.
10. Keramikbeschichtete Schutzhülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülse aus Grauguß an ihrer inneren Mantelfläche durch ein Stahlrohr verstärkt ist0 Leerseite