DE2321768B2

DE2321768B2 - Keramikbeschichtete Schutzhülse für ein in Aluminiumschmelzen einsetzbares Thermoelement

Info

Publication number: DE2321768B2
Application number: DE19732321768
Authority: DE
Inventors: Heinz-Josef 4300 Essen Lindemann
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1973-04-30
Filing date: 1973-04-30
Publication date: 1979-03-08
Also published as: DE2321768A1

Description

Die Erfindung betrifft eine keramikbeschichtete Schutzhülse aus Grauguß für ein in Aluminiumschmelzen einsetzbares Thermoelement

Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift 69 16 860 ist eine keramikbeschichtete Schutzhülse aus Stahl für ein in Aluminiumschmelzen einsetzbares Thermoelement bekannt, deren Keramikschicht aus WC, ZrOj, AI2O3 oder MgAI₂O* besteht ucd durch Plasmaspritzen auf die wärmebehandelte Stahlhülse aufgebracht wird. Die Keramikschicht der bekannten Schutzhülse hat eiin: Dicke von ca. 0,25 mm. Wegen der glatten Oberfläche der aus Stahl bestehenden Schutzhülse hat die KeramikschicAi eine nicht ausreichende Haftfestigkeit Zur Verbesserung der Haftfestigkeit der Keramikschicht muß die Schutzhülse aus Stahl vor der Beschichtung einer Wärmebehandlung unterworfen werden. Bei einer aus einem Stahlrohr bestehenden wärmebehandelten Schutzhülse nimmt aber die Haftfestigkeit der Keramikschicht während des Einsatzes des Thermoelements in Aluminiumschmelzen schnell ab, da bei den in Aluminiumschmelzen herrschenden Temperaturen an der Oberfläche des wärmebehandelten Stahlrohres eine Gefügeumwandlung erfolgt Die Schutzhülse aus Stahl hat ferner den Nachteil, daß sie sich bei den in Aluminiumschmelzen herrschenden Bedingungen durchbiegt. Außerdem entstehen beim Plasmaspritzen sehr dichte und wenig elastische Keramikschichten, die während des Einsatzes der Thermoelemente leicht Risse erhalten und daher abplatzen. Schließlich hat sich die in der deutschen Gebrauchsmusterschrift 69 16 860 vorgeschlagene Keramikschicht aus ZrO₂ für den Einsatz in Aluminiumschmelzen als wenig geeignet erwiesen, da sich auf einer derartigen Keramikschicht bereits nach relativ kurzer Betriebszeit Aluminium klumpenartig absetzt Diese nachteilige Erscheinung wurde auch bei Keramikschichten beobachtet, die SiO₂ bzw. Feldspat enthalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schutzhülse in der Weise und mit einer solchen Keramikschicht zu versehen, daß die geschilderten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll die Bruchsicherheit der Keramikschicht verbessert werden. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Keramikschicht aus MgO, AI₂O₃, MgAl₂O₄, Boriden oder Nitriden besteht, eine Dicke von etwa 0,5 mm aufweist und nach dem bekannten Flammspritzverfahren auf die Schutzhülse aufgebracht ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schutzhülse an ihrer inneren Wandfläche durch ein Stahlrohr verstärkt ist

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß eine Schutzhülse aus Grauguß bei den in Aluminiumschmelzen herrschenden Bedingungen eine hohe Steifigkeit aufweist und daher nicht abknickt Wegen der durch das Gefüge des Graugusses verursachten rauhen Oberfläehe der Schutzhülse hat die Keramikschicht eine gute Haftfestigkeit und daher ist eine Wärmebehandlung der Grauguß-Schutzhülse vor der Beschichtung nicht erforderlich. Die durch das Rammspritzen erzeugten Keramikschichten haben außerdem eine ausreichende Elastizität Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines Stahlrohres an der inneren Wandfläche der Schutzhülse wird die Stabilität und die Bruchfestigkeil der Hülse verbessert An die Stabilität und die Bruchfestigkeit der Schutzhülse werden besonders hohe Anforderungen gestellt wenn die Schutzhülse während des Chargierens eingesetzt wird, da die Schutzhülse beim Einbringen festen, stückigen Materials in die Aluminiumschmelze erheblichen Stoßbelastungen ausgesetzt ist

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.

Zwischen der Schutzhülse 2 aus Grauguß und dem Thermoelement 1 ist zur Stabilitätserhöhung ein Stahlrohr 3 angeordnet Zum Anschlußkopf 4 des Thermoelements 1 hin wird das Thermoelement noch durch ein weiteres Halterohr 5 gestützt. Die Schutzhülse 2 aus Grauguß ist mit einer aus MgAI₂O₄ bestehenden Keramikschicht 6 beschichtet und weist zusammen mit der Keramikschicht einen Durchmesser von ca. 30 mm auf. Die Keramikschicht 6 selbst hat einen Durchmesser von etwa 03 mm und wird durch Flammspritzen aufgetragen. Vor dem Aufbringen der Keramikschicht wird die Oberfläche der Schutzhülse 2 zunächst mit Stahlsand und anschließend mit Korundsand gestrahlt. Zur Verbesserung der Haftfestigkeit der Keramikschicht 6 kann auf die gestrahlte Oberfläche der Grauguß-Schutzhülse 2 noch ein Haftgrund aus NiCr ⁸⁰Z₂O im Flammspritz-Verfahren aufgetragen werden. Die Keramikschicht 6 selbst darf nur geringfügige Mengen an Verunreinigungen aufweisen. Es ist darauf zu achten, daß an der gestrahlten Oberfläche der Schutzhülse 2 und ggf. auf der Oberfläche des Haftgrundes vor dem Aufbringen der Keramikschicht 6 keine Korrosionen auftreten. Dies wird dadurch erreicht, daß die einzelnen Verfahrensschritte zeitlich unmittelbar hintereinander ausgeführt werden. Die Schutzhülse 2 aus Grauguß wird um das Stahlrohr 3 stehend gegossen. Das Stahlrohr 3 kann beispielsweise ein Mantel-Thermoelement 1 aufnehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Keramikbeschichtete Schutzhülse aus Grauguß für ein in Aluminiumschmelzen einsetzbares Thermoelement, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikschicht (6) aus MgO, AI2O3, MgAl₂O₄, Bonden oder Nitriden besteht, eine Dicke von etwa 0,5 mm aufweist und nach dem bekannten Flammspritzverfahren auf die Schutzhülse (2) aufgebracht ist.

2. Keramikbeschichtete Schutzhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülse (2) an ihrer inneren Wandfläche durch ein Stahlrohr (3) verstärkt ist