DE2452277B2

DE2452277B2 - Abschmelzende elektrode

Info

Publication number: DE2452277B2
Application number: DE19742452277
Authority: DE
Inventors: Eugenio Dr. Genova; Ramacciotti Aldo Dr. Rom; Repetto (Italien)
Original assignee: CENTRO SPERIMENTALE METALLURGICO SpA ROM
Current assignee: Centro Sviluppo Materiali SpA
Priority date: 1973-11-12
Filing date: 1974-11-04
Publication date: 1976-08-26
Also published as: FR2257695A1; SE425410B; JPS5568172A; SE7413825L; IT1046216B; FR2257695B1; JPS5079459A; GB1461711A; JPS5532470B2; US3959575A; DE2452277A1

Description

f

\ Die Erfindung betrifft eine abschmelzende Elektrode

j nach Patent 23 60 883 zum Herstellen von Metallegie-

j rungen durch Schmelzen unter elektrisch leitfähiger

Schlacke, mit mindestens einem Metallrohr zum

Zuführen von zerkleinertem metallischem Material, das an dem die Schlacke berührenden Ende des Metallrohrs zu einer fortschreitenden Sinterschicht gesintert wird, || welche eine darüberliegende Schicht aus ungesintertem

11' zerkleinertem Material trägt, wobei als zerkleinertes

Iff Material verwendet werden:

a) Pulver mit einer Korngröße von bis zu 4 mm, wobei, sofern die Korngröße bis zu 4 mm geht, zur Erzielung eines Schüttgewichtes der Mischung von mindestens 2,7 g/cm³ feine Pulver mit einem Anteil von mindestens 20Gew.-% zugemischt werden; oder

b) Granulate oder Pellets, die zu mindestens 20 Gew.-% mit einer Pulvermischung versetzt sind, deren Korngröße zwischen 0,01 und 4 mm beträgt, wobei das Schüttgewicht der fertigen Mischung bei mindestens 2,6 g/cm³ liegt.

Das Hauptpatent schafft eine Möglichkeit zur Herstellung extrem großer Gußstücke, die frei von eingeschlossener Verunreinigungen, Lunkern u.dgl., also frei von Fehlstellen sind und eine gute Homogenität in ihrer Zusammensetzung aufweisen. Damit werden die Nachteile gebräuchlicher ESU-Verfahren überwunden, bei denen man beispielsweise konventionell gegossene Blöcke als abschmelzende Elektroden verwendet.

Häufig besteht nun das Bedürfnis, einen zentralen Block mit einer mehr oder weniger dicken Beschichtung zu versehen, die in ihrer Zusammensetzung mit der des zei.r.-alen Blockes übereinstimmt oder von letzterer abweicht In diesem Zusammenhange ist es bekannt, den zentralen Block oder Kern während der Beschichtung langsam um seine horizontal liegende Längsachse zu drehen. Dabei wird unter elektrisch leitfähiger Schlacke ein Satz von Elektroden innerhalb eines Ringraumes wiedererschmolzen. Die innere Wand des Ringraumes besteht aus dem Kern, der beschichtet werden soll. Die Außenwand besteht aus einem Kupferstück, das in geeigneter Weise gekühlt wird und konzentrisch /um Kern liegt. Dieses Verfahren ist nicht nur langsam, sondern bringt beträchtliche Nachteile und Schwierigkeiten mit sich, und zwar im Hinblick darauf, daß mehrere Elektroden gleichzeitig verwendet werden müssen und daß der Kern gedreht werden muß. Hieraus ergeben sich mechanische Schwierigkeiten. Au3erdem kann auf Grund der Verwendung mehrere Elektroden nicht mit Sicherheit eine gleichmäßige Zusammensetzung der aufgebrachten Schicht gewährleistet werden.

Nach der Erfindung soll in Weiterbildung des Hauptpatentes die Möglichkeit zu einem einfachen Aufbringen einer fehlstellenfreien Beschichtung auf einen zentralen Kern geschaffen werden.

Hierzu ist die abschmelzende Elektrode nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von konzentrischen Metallrohren vorgesehen ist, von denen jedes Paar einen Ringraum zur Aufnahme des zerkleinerten Materials bildet.

Die Elektrode wird auf den zu beschichtenden Kern aufgesetzt und neben dessen Außenflächen abgeschmolzen, wobei sich die Sinterschicht unter Beibehaltung einer ausreichenden Dicke entlang der abschmelzenden Elektrode verschiebt. Die Elektrode kann, wie es auch nach dem Hauptpatent der Fall ist, fortschreitend verlängert werden, indem man während der Verfahrensdauer weitere Rohrstücke anschweißt.

Sofern mit lediglich zwei konzentrischen Metallrohren gearbeitet wird, entsteht eine in sich homogene, fehlstellenfreie Beschichtung auf dem Kern. Die Beschichtung kann die gleiche Zusammensetzung und die gleichen Eigenschaften wie der Kern besitzen. Sie kann jedoch auch eine abweichende Zusammensetzung oder abweichende Eigenschaften aufweisen. Voraussetzung ist, daß die Beschichtung mit dem Material des Kerns verträglich ist.

Ferner besteht auch die Möglichkeit, mit mehreren Ringräumen zu arbeiten, wobei man dann innerhalb der Beschichtung unterschiedliche Zusammensetzungen und Eigenschaften erzielen kann.

Im übrigen läßt sich in beiden Fällen die Zusammensetzung der Beschichtung in Längsrichtung, d. h. in Abschmelzrichtung, ändern, indem man die Zufuhr des zerkleinerten Materials entsprechend steuert.

Die Innenabmessungen der Elektrode, gemessen in

Querrichtung, sind so gewählt, daß ein Spalt zwischen der Außenfläche des zu beschichtenden Kerns und der innenwand der Elektrode verbleibt. Die Breite dieses Spaltes liegt bei 2-15%. bezogen auf die maximale Querabmessung des zu beschichtenden Kerns. Die Breite des Ringraums bzw. jedes Ringraums beträgt 2-10 cm.

Die konzentrischen Metallrohre müssen nicht unbedingt starr miteinander verbunden sein. Sie können an ihrem oberen Ende von einer an sich bekannten Greifvorriclnung in ihrer Lage gehalten werden, wobei die Greifvorrichtung weiterhin dazu dienen kann, den Strom zuzuführen. An ihrem unteren Ende werden sie von der Sinterschicht ausgerichtet gehalten.

Vorzugsweise entspricht die Sinterschicht in ihrer Höhe mindestens der Breite des Ringraumes, während die Schicht aus nicht gesintertem zerkleinertem Material in ihrer Höhe mehr als das Zweifache der Breite des Ringraumes beträgt. Damit ν ird sichergestellt, daß immer eine ausreichende Menge an zerkleinertem Material für den Abschmelz- und Sintervorgang zur Verfügung steht und daß die Dicke der Sinterschicht ausreicht, die darüberliegende Schicht aus nicht gesintertem Material zu tragen.

Erfindungsgemäß können die Metallrohre, wie erwähnt, mechanisch voneinander unabhängig sein, wobei sie von geeigneten Abstandsstücken in gegenseitigem konstanten Abstand gehalten werden. Dabei ist es vorteilhaft, daß der Anteil der Elektroden-Querschnittslläche, der von den Abslandsstücken eingenommen wird, höchstens 20% der Querschnitlsfliäche des jeweils zugehörigen Ringraumes beträgt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt einen Vertikalschnitt einer Vorrichtung nach der Erfindung zusammen mit einem zu beschichtenden Kern und einigen Zusatzeinrichtungen. Bei diesem Ausführungsbeispiel kommt ein einziges Paar konzentrischer, das zuzuführende Material enthaltender Metallrohre zur Anwendung.

Ein metallischer Kern 1, der durch Aufbringen einer Metallschicht 2 beschichtet werden soll, steht auf einer Grundplatte 3, die wassergekühlt und elektrisch leitfähig ist. Auf den Kern 1 ist konzennisch die Elektrode nach der Erfindung aufgesetzt. Sie besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem ersten Metallrohr 4 und aus einem zweiten Metallrohr 5, wobei diese Metallrohre einen Ringraum 6 bilden. In diesen Ringraum wird über bekannte und nicht dargestellte Einrichtungen das zerkleinerte Material in vorbestimmter Zusammensetzung eingefüllt. Das Material bildet in der Schmelzzone der Elektrode unter der Einwirkung der dort entwickelten Wärme eine Sinterschicht 7, auf welcher eine zweite Schicht 8 aus noch nicht gesintertem Material ruht.

Die zum Schmelzen der Elektrode und zum Ausbilden der Sinterschicht erforderliche Wärme wird in bekannter Weise durch den Joule-Effekt erzeugt, das heißt, durch den zwischen der Elektrode und der Grundplatte 3 sowie der Gießform fließenden Strom. In der Schmelzzone ist eine gekühlte, ringförmige Kupferform 9 vorgesehen, um das flüssige Metall zu halten und den Gegenstand auszuformen. Weiterhin sind Abstandsstükke 10 vorgesehen, die den Abstand zwischen den Metallrohren 4 und 5 aufrechterhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abschmelzende Elektrode nach Patent 23 60 883 zum Herstellen von Metallegierungen durch Schmelzen unter elektrisch leitfähiger Schlakke, mit mindestens einem Metallrohr zum Zuführen von zerkleinertem metallischem Material, das an dem die Schlacke berührenden Ende des Metallrohrs zu einer fortschreitenden Sinterschicht gesintert wird, weiche eine darüberliegendc Schicht aus ungesintertem zerkleinertem Material trägt, wobei als zerkleinertes Material verwendet werden:

a) Pulver mit einer Korngröße von bis zu 4 mm, wobei, sofern die Korngröße bis zu 4 mm geht, zur Erzielung eines Schüttgewichtes der Mischung von mindestens 2,7 g/cm³ feine Pulver mit einem Anteil von mindestens 20 Gew.-% zugemischt werden: oder

b) Granulate oder Pellets, die zu mindestens 20 Gew.-% mit einer Pulvermischung versetzt sind, deren Korngröße zwischen 0,01 und 4 mm beträgt, wobei das Schültgewicht der fertigen Mischung bei mindestens 2,6 g/cm³ liegt,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von konzentrischen Metallrohren (4, 5) vorgesehen ist, von denen jedes Paar einen Ringraum (6) zur Aufnahme des zerkleinerten Materials bildet.

2. Elektrode nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Sinterschicht (7) in ihrer Höhe mindestens der Breite des Ringraumes (6) entspricht, während die Schicht (8) aus nichtgesintertem zerkleinertem Material in ihrer Höhe mehr als das Zweifache der Breite des Ringraumes (6) beträgt.

3. Elektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die konzentrischen Metallrohre (4, 5) mechanisch unabhängig voneinander sind und von geeigneten Abstandsstücken (10) in gegenseitigem konstantem Abstand gehalten werden.

4. Elektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Elektroden-Querschnittsfläche, der von den Abstandsstücken (10) eingenommen wird, höchstens 20% der Querschnittsfläche des jeweils zugehörigen Ringraumes (6) beträgt.