DE3512118A1 - METHOD FOR GENERATING AN IMPROVED FINE-NARROWNESS OF THE PRIMARY FABRIC AND / OR THE EUTEKTIKUM OF CASTING PARTS - Google Patents
METHOD FOR GENERATING AN IMPROVED FINE-NARROWNESS OF THE PRIMARY FABRIC AND / OR THE EUTEKTIKUM OF CASTING PARTSInfo
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Description
Essen, den 2. April 1985 PZ 3381 Fö/glEssen, April 2, 1985 PZ 3381 Fö / gl
THYSSEN INDUSTRIE AGTHYSSEN INDUSTRIE AG
Am Thyssenhaus 1At Thyssenhaus 1
4300 Essen 14300 Essen 1
Verfahren zur Erzeugung einer verbesserten Feinkörnigkeit des Primärgefüges und/oder des Eutektikums von GußteilenProcess for producing an improved fine grain size of the primary structure and / or the eutectic of cast parts
BADBATH
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer verbesserten Feinkärnigkeit des Primärgefüges und/oder des Eutektikums van Eußteilen aus : Aluminium-, Habaltbasis-, Nickelbasis- und Eisenlegierungen.The invention relates to a method for producing an improved fine grain the primary structure and / or the eutectic van Eussteile from: Aluminum, salt-based, nickel-based and iron alloys.
Es ist bekannt, daß man die Feinkörnigkeit von Gußstücken mit Hilfe van Heimen in der Metallschmelze und/ader auch mit Hilfe van Heimen in den Poreneingängen und auf der inneren Oberfläche der Farmschalen beeinflussen und verbessern kann.It is known that the fine grain of castings with the help of van Heimen in the molten metal and / or with the help of van Heimen in the pore entrances and affect and improve on the inner surface of the farm shells can.
Üblicherweise wird beim Gießen von Aluminium und Aluminiumbasislegierungen eine Vorlegierung in die Metallschmelze vor dem Abguß gegeben, die z. B. Titandiborid als Heim enthält, welcher in der Metallschmelze als chemisch stabile Substanz nach Art einer Aufschlämmung vorhanden ist (heterogener Heim). Beispielsweise benutzt man eine Vorlegierung, die 5 % Ti, 1 % Bor, Rest Al enthält und mit 0,2 - 0,5 % Gew. z. B. der Metallschmelze Al - Si7 - Mg O1S vor dem Abguß hinzugegeben wird. Über Methoden zur Harnverfeinerung von Aluminiumguß wird z. B. van Hissling, R. 3. und üJallace, 3. F. "Grain Refinement of Aluminium Castings" Foundry, June 1963;78 - 82, berichtet.Usually, when casting aluminum and aluminum-based alloys, a master alloy is added to the molten metal before casting, which z. B. contains titanium diboride as a home, which is present in the molten metal as a chemically stable substance in the manner of a slurry (heterogeneous home). For example, a master alloy is used that contains 5 % Ti, 1% boron, the remainder Al and with 0.2-0.5% wt. B. the molten metal Al - Si7 - Mg O 1 S is added before casting. About methods for urine refinement of aluminum casting is z. B. van Hissling, R. 3. and üJallace, 3. F. "Grain Refinement of Aluminum Castings" Foundry , June 1963 ; 78-82, reported.
Es ist in Bezug auf Aluminiumguß-Legierungen bekannt, daß neben Ti - Bor auch in der Schmelze aufgelöste Elemente'zu einer Verkleinerung der Korngröße - im Fall von Aluminium und Aluminiumlegierungen zur Verkleinerung der Dendriten und Dentritenarmabstände - beitragen. Beispielsweise wird die verbesserte Feinkörnigkeit und/oder eine Veredelungswirkung durch die Zugabe der Elemente: Li, H, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, As, Sb, Ga, S, Na, P erzielt (endogene Heime).With regard to cast aluminum alloys, it is known that in addition to Ti - boron also Elements dissolved in the melt lead to a reduction in the grain size - im Case of aluminum and aluminum alloys to shrink the dendrites and Dendritic arm distances - contribute. For example, the improved fine grain and / or a refining effect achieved by adding the elements: Li, H, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, As, Sb, Ga, S, Na, P (endogenous Homes).
Die Zugabe der Elemente P, V, Ca, Cu, Ag, Ti, und J hat bekanntlich eine ähnliche Wirkung.The addition of the elements P, V, Ca, Cu, Ag, Ti, and J is known to have one similar effect.
Daneben ist gewünscht, daß z. B. bei der Erstarrung der Legierung Al - Si7 MgO,6 feinverteilte, kugelförmige Ausscheidung gebildet werden, die überwiegend aus Si bestehen.In addition, it is desired that, for. B. in the solidification of the alloy Al - Si7 MgO, 6 finely divided, spherical excretion are formed, which predominantly consist of Si.
Mit diesen Maßnahmen erreicht man z. B. im Feinguß nach dem üJachs-Ausschmelzverfahren von Al- Si7 -MgO1S Zugfestigkeitswerte von bestenfalls ca. 280 - 300 l\l/mm2 bei ca. 5 % Bruchdehnung.With these measures you can achieve z. B. in investment casting according to the üJachs melting process of Al-Si7 -MgO 1 S tensile strength values of at best approx. 280-300 l \ l / mm 2 with approx. 5 % elongation at break.
BADBATH
Die FestigkeitsEigenschaften sind bei Aluminiumlegierungen bekanntlich direkt abhängig von der Zahl und der Feinheit der möglichst kleinen Dendritenarmabstände - den sekundären Dendritenarmabständen - und den möglichst fein verteilten kugelförmigen Ausscheidungen. Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Eigenschaften wesentlich zu verbessern.The strength properties of aluminum alloys are known to be direct depending on the number and fineness of the smallest possible dendrite arm distances - the secondary dendrite arm distances - and the finest possible distributed spherical precipitates. It is the object of the invention to this Significantly improve properties.
Es ist weiterhin bekannt, daß man Nickel-, Eisen- und Kobaltbasislegierungen durch Heime in der oder auf der Oberfläche der Formschale feinkörnig erstarren lassen kann. Wach Hortpn, Ashbroak und Feagin. U. S. Patent 3,, 019, *t97 und U. S. Patent 3. 157", 926, Schweikert, 111. H-, U. S. Patent 33, 158, 912, sowie Feagin, U. S. Patent 3. 259, 948 ist bekannt, daß die folgenden chemischen Verbindungen und Elemente mittel- bis starkuirksame Keim-Katalysatoren darstellen: It is also known that nickel, iron and cobalt-based alloys can be used solidify in a fine-grained manner due to homes in or on the surface of the shell mold can leave. Wake up Hortpn, Ashbroak and Feagin. U.S. Patent 3,019, * t97 and U.S. Patent 3,157 ", 926, Schweikert, 111. H-, U.S. Patent 33, 158, 912, as well Feagin, U.S. Patent 3,259,948 is known to have the following chemical Compounds and elements represent medium to highly effective seed catalysts:
Platinhydroxid, kolloidales Platin', Siliziumcarbid, Iridium, Rhodium, . Ruthenium, Kobalt, die Kabaltoxide, Kobalthydroxid, Nickeloxid, Eisenoxide, Kobaltsilikat, Kobaltaluminat (exogene Keime). Εϊηεπ relativ schwächeren Katalyse-Effekt erhält man bei der Verwendung von: Gold, Silbercarbonat, Palladium, Titancarbid, Borcarbid, Zirkondiborid u. a. m.Platinum hydroxide, colloidal platinum, silicon carbide, iridium, rhodium,. Ruthenium, cobalt, the cabalt oxides, cobalt hydroxide, nickel oxide, iron oxides, Cobalt silicate, cobalt aluminate (exogenous germs). Εϊηεπ a relatively weaker catalysis effect is obtained when using: Gold, silver carbonate, palladium, titanium carbide, boron carbide, zirconium diboride and others. m.
Keinen, oder einen nur sehr geringen Keim-Katalyseeffekt erhält man bei der Verwendung von:No or only a very small seed catalysis effect is obtained with the Use of:
Molybdän, Kupferoxid, Wolfram, üJolframsäure, Siliziumoxid, Zirkonsilikat, Zirkonhydroxid, Zirkdnnitrid, Zirkoncyanonitrid, Bornitrid. Die genannten Karhide, Nitride und vermutlich auch Boride sind möglicherweise deshalb wenig oder nicht wirksam, weil die Formschalen bei der Herstellung z. B. im Feinguß nach dem ülachsausschmelzverfahren vor Abguß an Luft gebrannt und vorgewärmt werden, sodaß die Nitride, Carbide und natürlich auch Boride oberflächlich oxidiert werden. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, diese Stoffe nach Möglichkeit vor Oxidation zu schützen und so ihre Keimwirksamkeit zumindest über die Vorwärmtemperatur der Schale hinaus möglichst auch über den Brand der Schale hinaus zu erhalten.Molybdenum, copper oxide, tungsten, tungsten acid, silicon oxide, zirconium silicate, Zirconium hydroxide, zirconium nitride, zirconium cyanonitride, boron nitride. The mentioned Karhides, nitrides and probably also borides are possibly therefore few or not effective because the mold shells in the production z. B. in the investment casting after the ülachsausschmelzverfahren fired and preheated in air before casting so that the nitrides, carbides and of course also borides are superficial be oxidized. It is a further object of the invention to post these substances Possibility to protect against oxidation and so at least their germ effectiveness beyond the preheating temperature of the shell, if possible also beyond the fire of the Shell to get out.
Üblicherweise wird z. H. im Feinguß van Eisen-, Kobalt- und Nickelbasislegierungen nach dem UJachsauschmelzverfahren nach Maßgabe der genannten Patentschriften (Feagin) mit Hilfe von Kobaltaluminat gearbeitet.Usually z. H. in the investment casting of iron, cobalt and nickel-based alloys according to the UJachsauschmelzverfahren in accordance with the patent specifications mentioned (Feagin) worked with the help of cobalt aluminate.
- 3 - . BAD ORJGINAi.- 3 -. BAD ORJGINAi.
Es wird ein Wachsmodell des späteren Gußstückes mit den notwendigen Zuleitungen aus Wachs hergestellt; das Wachsmodell wird mit einer ersten Schicht versehen, die aus einer Aufschlämmung von feingepulvertem Kobaltaluminat und einem Feuerfest-Füller, einem Bindemittel und einem Lösungsmittel besteht. Die Schicht wird getrocknet. Anschließend werden weitere Schichten aus Aluminiumoxid oder Zirkonsilikat und anderen keramischen Stoffen durch wässriges oder nicht wässriges Befeuchten (dip'en) und Besanden mit keramischem Pulver aufgebracht und nach jedem Dip getrocknet, sodaß eine keramische Formschale geeigneter Stabilität entsteht. Das Wachs wird ausgeschmolzen, die Farmschale bei erhöhter Temperatur - für Nickelbasis-, Kabaltbasis- und Eisenbasislegierungen bei bis zu ca. 12DD 0C - gebrannt. Die abgekühlte Farmschale wird ggf. mit geeignetem Wärmedämmmaterial versehen und vor dem Abguß der jeweiligen Metallegierung auf eine Temperatur vorgewärmt, die ca. 200 0C bis 500 0C unterhalb der Temperatur der flüssigen Metallegierung liegt.A wax model of the later casting with the necessary supply lines is made from wax; The wax model is provided with a first layer, which consists of a slurry of finely powdered cobalt aluminate and a refractory filler, a binder and a solvent. The layer is dried. Then further layers of aluminum oxide or zirconium silicate and other ceramic materials are applied by aqueous or non-aqueous moistening (dipping) and sanding with ceramic powder and dried after each dip so that a ceramic shell of suitable stability is created. The wax is melted out, the farm shell is burned at a higher temperature - for nickel-based, cabalt-based and iron-based alloys at up to approx. 12DD 0 C. If necessary, the cooled farm shell is provided with a suitable thermal insulation material and, before the respective metal alloy is cast, preheated to a temperature which is approx. 200 ° C. to 500 ° C. below the temperature of the liquid metal alloy.
Es ist auch üblich und bekannt, die zur Keimbildung aktiven Pulver dem ersten Dip als Mischung zusammen mit dem keramischen Pulver zuzugeben, beispielsweise in feinkörniger Farm als Teil des ebenso feinkörnigen Füllers des ersten Dip's mit Korndurchmessern, die überwiegend mehr als 10 m betragen.It is also common and known to use the nucleating active powder the first Add the dip as a mixture together with the ceramic powder, for example in a fine-grained farm as part of the equally fine-grained filler of the first dip with grain diameters that are predominantly more than 10 m.
In 'ähnlicher Weise, aber mit Brandtemperaturen der Farmschale von ca. fiOG 0C 900 0C, wird auch beim Feinguß von Aluminiumlegierungen verfahren.A similar procedure, but with fire temperatures of the farm shell of approx. FiOG 0 C 900 0 C, is also used in the investment casting of aluminum alloys.
Es gilt bekanntlich bei sehr vielen Arten von metallischem Guß, daß eine Senkung der Abguß- und der Farmschalentemperatur zu einer Kornverfeinerung führt und den Kornverfeinerungseffekt der keimaktiven Substanzen verstärkt.It is known that with very many types of metallic casting that one Lowering the pouring temperature and the mold temperature leads to grain refinement and increases the grain refinement effect of the germ-active substances.
Dieser Methode sind Grenzen gesetzt durch die Notwendigkeit, die Formschale vollständig mit Metallschmelze füllen zu müssen. Die Ursache der Beeinflußbarkeit der Korngröße durch die genannten Temperaturen liegt in der erreichbaren Erstarrungsgeschwindigkeit begründet, die durch den lilärrnehaushalt des Systems Formschale - Gußstück mit den Eigenschaften "Wärmeleitfähigkeit, Wärmekapazitäten, Geometrien" bestimmt wird.This method is limited by the need for the shell mold having to fill it completely with molten metal. The cause of influenceability the grain size due to the temperatures mentioned lies in the achievable freezing speed is justified by the household budget of the shell - casting system with the properties "thermal conductivity, Heat capacities, geometries "is determined.
ORIGINALORIGINAL
Nach AbguB metallischer Schmelzen tritt bekanntlich eine kurzzeitige Unterkühlung der Randzanen des Metalls auf, bei der keine Kristallisation vorhanden ist, obwohl die Metallschmelze in dieser Zone eine Temperatur angenommen hat, die tiefer als die Liquidustemperatur der Legierung liegt. Die Keime, die sich in der Metallschmelze oder auf der Oberfläche der Formschale befinden verkleinern dieses "Unterkühlungs - Temperaturintervall".As is well known, brief supercooling occurs after metallic melts have been poured off the edge zanen of the metal, in which there is no crystallization is, although the molten metal in this zone has assumed a temperature which is lower than the liquidus temperature of the alloy. The germs that are in the molten metal or on the surface of the shell mold reduce this "subcooling temperature interval".
Es ist ujeiterhin bekannt, daß Partikel in der Metallschmelze und/oder in der Kontaktzone Metallschmelze - Formschale nur keimwirksam sein können, wenn sie eine nahe Benetzbarkeit aufweisen.It is also known that particles in the molten metal and / or in the Contact zone molten metal - shell mold can only be germicidal if they have a near wettability.
Körher, K. und Löhherg, K-, "Oberflächen- und Grenzflächenenergien von Aluminium-Silizium-Schmelzen", Gießereiforsehung 23, Heft 4 (1971) 173 - 177, geben 1% Gew. eines IMaCl - IMaF - Gemisches (Schmelzpunkt bei 676 0C mit 33,5% MoINaF) flüssigem Aluminium und Aluminium-Siliziumlegierungen hinzu, um den Probetropfen durch chemische Reaktion des Aluminiums·bzui. der Al-Si-Legierungen mit metallischem Natrium zu veredeln. Sie finden, daß erst etwa eine Minute nach erfolgter Zugabe des Salzgemisches die Oberflächenenergie und der Benetzungswinkel des Tropfens gegen eine feste, aus metallischem Silizium bestehende Unterlage wesentlich verringert wird; die Verringerung des Benetzungswinkels soll hierbei durch die Veredelung mit metallischem IMa hervorgerufen werden, welches aus dem Salzgemisch stammt. Ziel dieser Erfindung ist es, unter'Nutzung der bekannten Methoden zur Erreichung eines feineren Gußgefüges, z. B. zur Verkleinerung der Dendritenarmabstände, ein Verfahren zu finden, bei dem die Metallschmelze die keramische, parenhaltige Formschale so intensiv benetzt, daß sie in die Poren eindringt, um dort, durch die Temperaturdifferenz der vorgewärmten Formschale zum heißeren flüssigen Metall bedingt, eine möglichst hohe Abkühlgeschwindigkeit zu erhalten. Auf diese Weise soll sich auch unter Zuhilfenahme der bekannten Keimmaterialien und Veredelungsmethoden im in die Formschale eingedrungenen, verästelten Metallmaterial ein besonders feines Gefüge, uiie z. B. Dendriten mit besonders kleinem Armabstand, ausbilden, sodaß bei der späteren und langsamer erfolgenden Erstarrung des Gußkörpers mit ihnen möglichst viele arteigene Keime an dessen Oberfläche vorhanden sind und in Kontakt stehen.Körher, K. and Löhherg, K-, "Surface and interface energies of aluminum-silicon melts", Gießereiforsehung 23, Heft 4 (1971) 173-177, give 1% by weight of an IMaCl - IMaF mixture (melting point at 676 0 C with 33.5% MoINaF) liquid aluminum and aluminum-silicon alloys are added to the sample drop by chemical reaction of the aluminum. to refine the Al-Si alloys with metallic sodium. They find that the surface energy and the wetting angle of the drop against a solid base made of metallic silicon are not significantly reduced until about one minute after the salt mixture has been added; the reduction in the wetting angle is supposed to be brought about by the refinement with metallic IMa, which comes from the salt mixture. The aim of this invention is to use the known methods to achieve a finer cast structure, e.g. B. to reduce the dendritic arm distances to find a method in which the metal melt wets the ceramic, parene-containing shell so intensely that it penetrates the pores to there, due to the temperature difference between the preheated shell and the hotter liquid metal, as high as possible To obtain cooling rate. In this way, with the aid of the known seed materials and refinement methods, a particularly fine structure is to be achieved in the branched metal material that has penetrated into the shell mold, uiie z. B. Dendrites with a particularly small arm spacing, so that in the later and slower solidification of the cast body with them as many native germs as possible are present on its surface and are in contact.
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Aus den Erfahrungen heraus, die z. B. mit dem Verfahren für Nickelbasislegierungen und Kobaltaluminat als Keimmaterial (Feagin) gewonnen ujurden, ist zu Erwarten, daß sich die an der Oberfläche des Gußstückes erzielte Feinkörnigkeit des Gefüges auch ins Innere des Gußstückes fortsetzt.From the experiences that z. B. with the process for nickel-based alloys and cobalt aluminate as seed material (feagin) is obtained to be expected that the fine grain achieved on the surface of the casting of the structure also continues into the interior of the casting.
Die gestellte Aufgabe der Erfindung uiird dadurch geläst, daß man die Formschal'e auf der Oberfläche, die den Hohlraum für das spätere Gußstück bildet, mit einer Schicht ausstattet, weiche eins Salzmischung ader mindestens ein Salz enthält oder aus ihr besteht, wobei der Schmelzpunkt der Salzmischung oder des einzalnen Salzes tiefer als die Liquidustemperatur der jeweiligen Metallschmelze liegt -und die Anionen des Salzes bzw. der Salzmischung überwiegend oder ausschließlich aus Halogenen bestehen, oder auch das Salz bzw. die Salzmischung eine oder mehrere Alkalipseudohalogenverbindungen wie Cyanat-, Cyanid-, Rhodanid-, Tetra- odsr HExacyanoverbindungen und/oder ähnliche den genannten chemische verwandte Alkaliverbindungen enthält.The stated object of the invention uiird slacked off by the fact that the molded shell on the surface that forms the cavity for the later casting, with a A layer that contains a salt mixture that contains at least one salt or consists of it, the melting point of the salt mixture or of the individual salt being lower than the liquidus temperature of the respective molten metal lies -and the anions of the salt or the salt mixture predominantly or consist exclusively of halogens, or also the salt or the salt mixture one or more alkali pseudohalogen compounds such as cyanate, Cyanide, Rhodanid-, Tetra- odsr HExacyanoverbindungen and / or similar the contains chemical related alkali compounds mentioned.
Das Salz bzw. die Salzmischung wird für die jeweils abzugießende Metallegierung so ausgewählt, daß die metallische Schmelze beim Abguß das Salz, bzw. die Salzmischung, aufschmilzt oder es durch Vorwärmung dar Formschale schon geschmolzen ist und so die Formschale wie auch dEr noch flüssige Metall-Gußkörper von ihm benetzt werden. Die SalzschmelzE erfüllt damit zum einen die Funktion eines Flußmittels ähnlich der Verfahren zum Verbinden verschiedener Metalle durch Löten.The salt or the salt mixture is used for the respective metal alloy to be poured selected so that the metallic melt melts the salt or the salt mixture during casting or it has already been melted by preheating the shell mold is and so the shell as well as the still liquid metal cast body be wetted by it. On the one hand, the molten salt fulfills its function of a flux similar to the method of joining various metals by soldering.
Das Salz bzw. die Salzmischung befindet sich nach erfolgter Temperaturerhöhung im flüssigen Zustand in den gußseitigen Poren der Formschale und benetzt gleichzeitig die Hantaktstellen Gußstück-Farmschale. Hierdurch wird auch der Wärmeübergang Gußstück-Farmschale verbessert.The salt or the salt mixture is after the temperature increase in the liquid state in the pores of the mold shell on the casting side and wetted at the same time the touch points of the casting farm shell. This also improves the heat transfer between the casting and the farm shell.
Es ist Erfindungsgemäß, möglich, dem Salz bzw. der Salzmischung HeimmatErial zuzugeben - in aufgelöster Form wie auch in heterogener Form nach Art einer Aufschlämmung eines Pulvers.According to the invention, it is possible to add home material to the salt or the salt mixture - in the dissolved form as well as in the heterogeneous form in the manner of a slurry of a powder.
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Es ist weiterhin erfindungsgemäß, daß Keimmaterial mit dem Material der Formschale zu verbinden - beispielsweise durch Aufbringen als Schlicker und nachträgliches Sintern, oder durch Flammspritzen, Plasmaspritzen u- M. bekannte Verfahren. Das Salz bzw. die Salzmischung kann dabei gleichzeitig oder später in jeder zum Aufbringen von Schichten bekannten üleise aufgetragen uierden. Vorzugsweise benutzt man wässrige Lösungen des Salzes bzw. der Salzmischung, sowie des Keimmaterials in gelöster oder aufgeschlämmter Farm zum Benetzen der inneren Oberfläche und inneren Poren der Farmschale.It is also according to the invention that the seed material with the material of the shell mold to connect - for example by applying as a slip and subsequently Sintering, or by flame spraying, plasma spraying and the like known processes. The salt or the salt mixture can be used at the same time or later Uierden applied in any known for the application of layers. Preferably one uses aqueous solutions of the salt or the salt mixture, as well as of the germination material in dissolved or slurried farm for wetting the inner surface and inner pores of the farm shell.
Es ist möglich, die vorhandenen heterogenen Heime - z. B.. als Teil der Oberfläche der Farmschale nach exogener Art - vor Verlust der Aktivität beim Brand und/oder beim Vorwärmen der Farmschale, durch z. B. Oxidation an Luft, zu schützen, sadaß auch mit Nitriden, Karbiden und Bariden eine hohe Wirksamkeit erzielt werden kann.It is possible to use the existing heterogeneous homes - e.g. B .. as part of the surface the farm bowl in an exogenous manner - before loss of activity in the event of a fire and / or when preheating the farm shell, by z. B. Oxidation in air, to protect, sadaß also with nitrides, carbides and barides a high effectiveness can be achieved.
Beim Brand der Farmschale, vorteilhafterweise bei Vorwärmung der Formschale, kann die keimaktive Substanz vor Oxidation geschützt werden, wenn der Schmelzpunkt des Salzes bzw. der Salzmischung entsprechend tief gewählt wird.When the farm shell is on fire, advantageously when the shell mold is preheated, the germ-active substance can be protected from oxidation if the Melting point of the salt or the salt mixture is chosen correspondingly low.
Es 'ist auch in Bezug auf sinterstabile und gelöste, endogene Keime vorteilhaft, Salze und Salzmischungen mit einem Schmelzpunkt zu wählen, der tiefer als die Liquidustemperatur der Metallschmelze liegt. Man wählt den Schmelzpunkt möglichst tief, sadaß er etwa der Solidustemperatur der metallischen Schmelze entspricht. Beste Resultate werden erhalten, wenn der Schmelzpunkt des Salzes bzw. der Salzmischung ca. 50 - 90 % der Solidustemperatur der abzugießenden Metallegierung beträgt. Ein möglichst tiefer Schmelzpunkt der hier, benutzten Salze und Salzmischungen fördert die Benetzungsfähigkeit der metallischen Schmelze gegenüber der Formschale.With regard to sinter-stable and dissolved, endogenous germs, it is also advantageous to choose salts and salt mixtures with a melting point which is lower than the liquidus temperature of the molten metal. The melting point is chosen as low as possible so that it corresponds approximately to the solidus temperature of the metallic melt. The best results are obtained when the melting point of the salt or the salt mixture is approx. 50 - 90 % of the solidus temperature of the metal alloy to be cast. The lowest possible melting point of the salts and salt mixtures used here promotes the wettability of the metallic melt with respect to the shell mold.
Man benutzt möglichst Salze, die nach den üblichen Herstellungsmethoden und den üblichen Vorbereitungen der Formschale für den Abguß kein Wasser - z. B. auch kein aus der Umgebungsluft aufgenommenes Wasser - mehr enthalten, welches zur Bildung einer blasenhaltigen Oberfläche des Gußstückes führen kann. Gleichzeitig ist es aber für den Herstellungsablauf einer SerienfertigungIf possible, salts are used which are produced according to the usual production methods and the usual preparations of the shell mold for the casting no water - z. Belly no more water absorbed from the ambient air - contain which for Formation of a bubble-containing surface of the casting can lead. At the same time, however, it is a series production for the production process
* - JSf -* - JSf -
günstig,, ujenn man mit wässrigen oder auch Lösungen auf organischer Basis des Salzes, bzw. der Salzmischung arbeiten kann. In diesem Fall uiird das lilachsmadell nach Trocknung des ersten bzw. der ersten Dip's incl. Besandung in die Salzlösung getaucht und mit der Trocknung die Poren imprägniert. Grundsätzlich kann man jede Art der homogenen oder auch heterogenen Verteilung des Salzes in Einer Flüssigkeit verwenden. Lösungen des Salzes oder der Salzmischung haben den zusätzlichen V/orteil gegenüber Aufschlämmungen, daß die dem späteren Gußstück zugewandte Oberfläche und die dort befindlichen Poreneingänge der Formschale durch den Trocknungsvorgang gleich- mäßig und dünn mit dem Salz bzw. mit der Salzmischung im vorgewählten Mengenverhältnis beschichtet werden. Dies gilt in gleicher Weise nach Möglichkeit auch für die keimwirksame Substanz.favorable if you work with aqueous or organic-based solutions Salt or the salt mixture can work. In this case the lilac sirloin is used after drying of the first or the first dip including sanding in the Immersed in saline solution and impregnated the pores with the drying. Basically you can use any kind of homogeneous or heterogeneous distribution of the salt in Use a liquid. Solutions of the salt or the salt mixture have the additional advantage over slurries that those of the later Casting facing surface and the pore entrances located there Evenly and thinly with the salt thanks to the drying process or coated with the salt mixture in the preselected quantity ratio. This also applies in the same way, if possible, to the germ-effective Substance.
Man wählt aus den genannten Gründen möglichst Salze aus, die eine geringe Affinität zu Wasser besitzen, d. h. die möglichst keine Hydrate bilden, aber darin in Lösung gebracht werden können. Vorzugsweise sind dies die Fluoride der Alkali- und Erdalkalimetalle, in besonderen Fällen, die durch die Bedingungen des Abgusses, z. B. Vakuumguß, vorgegeben werden, auch die Chloride, Bromide und Jodide der Alkali-, Erdalkali-, Leicht- und Schwermetalle.For the reasons mentioned, if possible, salts are selected that have a low value Have an affinity for water, d. H. which, if possible, do not form hydrates, but can be brought into solution in them. These are preferably the fluorides of Alkali and alkaline earth metals, in special cases determined by the conditions of the cast, e.g. B. vacuum casting, are given, including the chlorides, bromides and iodides of alkali, alkaline earth, light and heavy metals.
Bei' der Benutzung von Pseudahalogenverbindungen ist es nach dem bisherigen Wissensstand günstig, sie nur in geringen Anteilen den Halogensalzen zur Senkung der Verflüssigungstemperatur zuzugeben, sofern man die Salzimprägnierung nach dem Brand und vor der Vorwärmung der Formschale vornimmt, um keine schädliche GasEntwicklun'g aus ihrer Zersetzung beim Abguß zu erhalten. Als günstig hat sich aber im Fall von Gußteilen aus Al-Si7-MgO,6 die Nutzung von Zusätzen zu Halogensalzgemischen .van einem der Alkalihexacyanoferrate in Form einer wässrigen Lösung zur Imprägnierung vor dem Brand dEr Formschale herausgestellt. Beim Brand entsteht daraus vermutlich eine wenn auch kaum meßbare fein verteilte sehr dünne Beschichtung aus Alkali-haltigem Eisenoxid, welches die Benetzung durch die Metallschmelze zusätzlich fördert und eine hohe Sinteraktivität gegenüber dem Farmmaterial besitzt. Günstig wirken sich auch andere organische und anorganische Eisenund Nickelsalze aus, die beim Erand der Formschale überwiegend oxidiert werden, z. B. Eisencitrat, - acetat, eines der Alkalitetracyanonickelate u. a. m.When using pseudo-halogen compounds, it is the same as before Knowledge level favorable to add them only in small proportions to the halogen salts to lower the liquefaction temperature, provided that the Salt impregnation after firing and before preheating the shell mold undertakes to avoid harmful gas development from their decomposition during casting obtain. However, in the case of cast parts made of Al-Si7-MgO, 6 the Use of additives to halogen salt mixtures .van one of the alkali hexacyanoferrates in the form of an aqueous solution for impregnation before the Brand of the molded shell exposed. In the event of a fire, this will probably result in a albeit hardly measurable, finely distributed, very thin coating of alkali-containing iron oxide, which is wetting by the molten metal additionally promotes and a high sintering activity compared to the farm material owns. Other organic and inorganic iron and iron also have a beneficial effect Nickel salts, which are predominantly oxidized when the shell is Erand, z. B. iron citrate, - acetate, one of the alkali tetracyanonickelates and others. m.
-B--B-
SAD OfiJG/NALSAD OfiJG / NAL
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In Einzelfällen hat es sich sogar nach als vorteilhaft erwiesen, das Salz bzw. die Salzmischung so auszuwählen, daß eine der Salzkomponenten oder auch die Mischung insgesamt mit der Metallschmelze chemisch reagiert, sodaß beim Abguß ein besonders inniger Kantakt zwischen Form-, Keim- und Gußmaterial hergestellt wird.In individual cases it has even proven to be advantageous to use the Select the salt or the salt mixture so that one of the salt components or the mixture as a whole with the molten metal chemically reacts, so that a particularly intimate contact between form, Seed and casting material is produced.
Als nachteilig an der bisher beschriebenen Erfindung ist zu nennen, daß durch die metallische Penetration der Formschale bedingt eine schwer zu Teinigende, rauhe Gußaberfläche erhalten wird. Es ist nun erfindungsgE-mäß möglich, die innere Oberfläche, die den Hohlraum für das spätere Gußstück bildet, mit einer oder mehreren Schichten auszustatten, welche sehr feine Poren in großer Zahl/Flächeneinheit aufweist. Die Benutzung eines Salzes bzw. einer Salzmischung mit einem geeigneten tiefen Schmelzpunkt als Benetzungshilfsmittel und zusätzlich die Benutzung eines von sich aus gut durch Metallschmelzen benetzbaren Materials zur Herstellung oder Beschichtung der Poren ermöglichen es nun, daß die Metallschmelze noch in diese Poren der Schichten durch Kapillarwirkung eindringt, obwohl sie sehr geringe Porendurchmesser aufweisen, die etwa eine Zehnerpatenz und mehr kleiner sind als nach dem Stand der Technik für Feingußformen üblich ist. Die metallischen Verästelungen brechen zum großen Teil vom Gußstück auf Grund unterschiedlicher Wärmedehnung beim Abkühlungsvorgäng und/oder lassen sich beim Putzen des Gußstückes mit den Resten der Formschale leicht entfernen.A disadvantage of the invention described so far is that Due to the metallic penetration of the shell mold, a rough cast surface that is difficult to separate is obtained. It is now according to the invention possible to equip the inner surface, which forms the cavity for the later casting, with one or more layers, which has very fine pores in large numbers / area unit. The use of a salt or a salt mixture with a suitable one low melting point as a wetting aid and additionally the Use of a material that is inherently easily wettable by molten metal for the production or coating of the pores make it possible that the metal melt is still in these pores of the layers by capillary action penetrates, although they have very small pore diameters, about one Patents of ten and more are smaller than the prior art for Investment molds is common. The metallic ramifications break to a large extent Part of the casting due to different thermal expansion during the cooling process and / or can be cleaned with the remnants of the casting Easily remove the molded shell.
Zur Herstellung der Poren wird hier bisher eine Aufschlämmung von feinsten Keramikmaterial mit Korngrößen von vorzugsweise überwiegend weniger als 0,2 pm verwendet. Der Schlicker wird vorzugsweise nach dem Brend der Formschale eingeschüttet und durch Dreh- und Schwenkbewegungen möglichst gleichmäßig und dünn (bis zu ca. 5 pm) aufgebracht, der noch flüssige Überschuß wird abgegeossen. Man kann die FeinschichtEn auch mit Hilfe einer SaI - Gel - Reaktion oder auch durch Vermischen des Pulvers mit dEm Modellwerkstoff aufbringen.To produce the pores, a slurry of the finest has been used so far Ceramic material with grain sizes of preferably predominantly less than 0.2 μm is used. The slip is preferably applied after baking poured into the shell mold and, if possible, by rotating and swiveling movements applied evenly and thinly (up to approx. 5 μm), the excess liquid is poured off. You can also use the fine layers with the help of a SaI-Gel reaction or by mixing the powder Apply with the model material.
Die Beschichtung mit Salzen kann gleichzeitig oder nachträglich nach Trockung und Ansintern der Feinschichten erfolgen. Die Feinkörnigkeit, die Anwesenheit von Salzen als Sinterhilfsmittel und die für die Schlickertechnik, sowie für die Sol - Gel - Technik übliche genaue Einstellung des ph-lüertes wirken sich so aus, daß ein Nachbrennen der Formschale bei hohen Temperaturen vermieden werden kann.The coating with salts can be done at the same time or afterwards The fine layers are dried and sintered. The fine grain that Presence of salts as sintering aids and those for the slip technique, as well as the exact setting of the ph-lüertes usual for the sol-gel technique have the effect that afterburning of the shell mold high temperatures can be avoided.
BADBATH
Die Herstellung van feinstkörnigem Keramikpulver und auch von Keramikmaterialien
mit einer engen, einstellbaren Verteilung der Porendurchmesser ist bekannt und uiird beispielsweise von Burggraaf, A. 3., van
de Graaf, M.A.C.G., " The preparation of special Ceramic microstructure
and their properties" DKG e.V., Jahrestagung in Aachen 1984, 1 bis 3
Oktober, beschrieben.
Die Erfindung uiird irn Einzelnen an Hand der Ausführungsbeispiele erläutert.The production of fine-grain ceramic powder and ceramic materials with a narrow, adjustable distribution of the pore diameter is known and is described, for example, by Burggraaf, A. 3., van de Graaf, MACG, "The preparation of special Ceramic microstructure and their properties" DKG eV, Annual meeting in Aachen 1984, 1 to 3 October.
The invention is explained in detail on the basis of the exemplary embodiments.
1. Aluminium - Legierungen1. Aluminum alloys
Es wurde eine Salzmischung in % Mol, 23% BaF2, 41% Li2F2, 29%
MgF„, 7% Na?F„ hergestellt, indem die Salze gemahlen und zusammen
eingeschmolzen wurden. Die Erstarrungstemperatur lag bei etwa
G30 0C. Das erstarrte Salzgemisch wurde feingemahlen (Korngröße kleiner
als ca. 5 pm) und in Wasser aufgeschlämmt.A salt mixture in% mol, 23% BaF 2 , 41% Li 2 F 2 , 29%
MgF ", 7% Na ? F "made by grinding the salts and melting them together. The solidification temperature was around
G30 0 C. The solidified salt mixture was finely ground (grain size smaller than approx. 5 μm) and suspended in water.
Die Aufschlämmung wurde unter Schwenken in die nach dem Wachsausschmelzverfahren
hergestellte fertig gebrannte keramische Formschale eingegeben, getrocknet, auf 55G 0C eine Stunde erhitzt und anschließend
auf 240 0C abgekühlt. Sie wurde damit im Vakuum (10 Torr) mit der
Legierung Al - Si7 - MgQ,G incl. Ti-Bor-Kornfeinerungs-Vorlegierung abgegossen.
Die Gießtemperatur betrug ca. 700 °C.The slurry was inputted by pivoting into the prepared by the lost wax finished fired ceramic shell mold, dried, heated for one hour at 0 C and then 55G
cooled to 240 0 C. It was thus in a vacuum (10 Torr) with the
Alloy Al - Si7 - MgQ, G incl. Ti-boron grain refinement master alloy cast. The casting temperature was approx. 700 ° C.
Die so hergestellten Zugproben mit B mm 0 besitzen nach der üblichen Wärmebehandlung eine Zugfestigkeit von ca. 300 - 320 l\l/mm2 bei einer Bruchdehnung von ca. 5 %.The tensile specimens with B mm 0 produced in this way have, after the usual heat treatment, a tensile strength of approx. 300-320 l / mm 2 with an elongation at break of approx. 5%.
2. Aluminium - Legierungen2. Aluminum alloys
Es wurde eine Salzmischung in % Mol aus 77% Li2Cl2, 23% BaFA salt mixture in% mol of 77% Li 2 Cl 2 , 23% BaF was obtained
hergestellt, eingeschmolzen, abgekühlt und feingemahlen (ca. 5 pm).produced, melted, cooled and finely ground (approx. 5 pm).
Der Erstarrungspunkt lag bei etwa 470 0C.The freezing point was around 470 ° C.
Die Salzmischung besteht laut Phasendiagramm dann aus den reziproken Salzpaaren BaF / BaCl- / LiCl /LiF.According to the phase diagram, the salt mixture then consists of the reciprocal ones Salt pairs BaF / BaCl- / LiCl / LiF.
Die Salzmischung wurde in wasserfreiem Isobutylalkohol aufgeschlämmt und damir die Farmschale in gleicher Weise wie Beispiel 1. innenThe salt mixture was slurried in anhydrous isobutyl alcohol and then the farm bowl in the same way as example 1 inside
beschichtet. Nach Vorwärmen auf 430 0C und Halten der Temperatur fürcoated. After preheating to 430 0 C and holding the temperature for
_2_2
2h im Vakuum (10 Torr) wurde die Formschale auf 240 0C abgekühlt und mit Al - Si7 - MgO1G im Vakuum abgegossen, nachdem ca.The shell mold was cooled to 240 ° C. for 2 hours in vacuo (10 Torr) and poured off with Al - Si7 - MgO 1 G in vacuo, after approx.
- 10 - - 10 -
1 cm3/kg Al - Legierung aus Aluminiumborid mit einer Korngröße 1D0pm an der tiefsten Stelle des Eingusses depaniert uiar. Das Gußstück wurde in üblicher LJeise anschließend einer hlärmebehandlung unterzogen. Die Zugproben von 8 mm 0 weisen eine Festigkeit von ca. 340 l\l/mm2 und eine Bruchdehnung von ca. 5% im Mittel auf.1 cm 3 / kg Al - alloy made of aluminum boride with a grain size of 1D0pm is deposited at the deepest point of the sprue. The casting was then subjected to a heat treatment in the usual way. The tensile specimens of 8 mm 0 have a strength of approx. 340 l \ l / mm 2 and an average elongation at break of approx. 5%.
3.,Alumium - Legierungen . 3., Alumium alloys .
Es wurde ujie im Beispiel 2. vorgegeangen, im Einguß aber eine Menge vcn ca. 1 cm3 Aluminiumnitrid/kg Al - Legierung deponiert. Die Zugproben weisen eine Festigkeit von 350 N/mm2 bei einer Bruchdehnung von ca. 6% im Mittel auf. Die überwiegend aus Si bestehenden Ausscheidungen des Gefüges sind fein verteilt und kugelförmig.The procedure was as in Example 2, but an amount of about 1 cm 3 aluminum nitride / kg Al alloy was deposited in the sprue. The tensile specimens have a strength of 350 N / mm 2 with an elongation at break of approx. 6% on average. The precipitates of the structure, which predominantly consist of Si, are finely distributed and spherical.
Etwa gleiche Festigkeitseigenschaften wie Beispiel 3. wurden auch erhalten, dadurch, daß manAbout the same strength properties as Example 3 were also obtained obtained by having
a) feingemahlenes SiC, Siliziumcarbid oder reaktiansgebundenes Siliziumnitridpulver mit ca. - 10 pm Korndurchmesser, 10 - 50 Gramm/Liter, der Aufschlämmung nach Beispiel 2. hinzugab, aber kein deponiertes Pulver verwendete;a) finely ground SiC, silicon carbide or reaction-bonded Silicon nitride powder with a grain diameter of approx. -10 μm, 10-50 grams / liter, added to the slurry according to Example 2, but none used deposited powder;
b) Das Aluminiumnitridpulver - 10 pm' 0 mit in die Salzaufschlämmung nach Beispiel 2. gab.b) The aluminum nitride powder - 10 pm '0 with in the salt slurry according to example 2. gave.
Die UorgehensLieise nach den Beispielen 2. und 3. weist noch einige Nachteile auf :The process according to Examples 2 and 3 still shows a few Disadvantages on:
- vereinzelte Gasblasenbildung durch vermutete lilasserreste im Salz;- occasional gas bubble formation due to suspected purple water residues in the salt;
— umständliche und ungleichmäßige Beschichtung der Oberfläche der Formschale.- awkward and uneven coating of the surface of the Shell mold.
h. H. Aluminium - LegierungenAluminum alloys
Es wurde eine wässrige Lösung von ca. BO gr AlF , 60 gr PbF„, 3 gr NaF, 2- k gr LiF und 3,5 gr BaF2 pra Liter Lösung bei 50 70 0C hergestellt.An aqueous solution of approx. BO g AlF, 60 g PbF, 3 g NaF, 2 k g LiF and 3.5 g BaF 2 per liter solution at 50 70 0 C was produced.
- 11 - BAD ORIGIN)*.- 11 - BAD ORIGIN) *.
Aluminiumfluorid dient hier als Hilfsstoff, um nach Bmelin, Band Blei, (C), Seite 1293, größere Mengen an Bleifluorid auflösen zu können. Die Zusammensetzung PbF / IMaF / LiF bildet auch zusammen mit BaF„Aluminum fluoride is used here as an auxiliary substance, according to Bmelin, Band Blei, (C), page 1293, to be able to dissolve larger amounts of lead fluoride. The composition PbF / IMaF / LiF also forms together with BaF "
und kleineren Anteilen AlF' früh flüssige Eutektika bei ca. 480 -and smaller proportions of AlF 'early liquid eutectics at approx. 480 -
AlF., sublimiert bei Temperaturen von etwa 700 0C im Vakuum zum größten Teil ab. Das Salzgemisch reagiert chemisch bei Abgußtempera tür auf Grund bekannter thermochemischer Daten mit der Legierung Al-Si7-MgO,6.AlF. Sublimated at temperatures of about 700 0 C in a vacuum for the most part. The salt mixture reacts chemically at the casting temperature based on known thermochemical data with the alloy Al-Si7-MgO, 6.
Es wurden die ersten Dip's mit einem Füller aus Zirkonsilikatmehl mit überwiegend weniger als 5 pm Korndurchmesser auf einem Wachsmodell hergestellt, wobei das grabe Besandungsmaterial in üblicher Weise aus Zirkonsilikatpulver bestand. Das beschichte Wachsmodell wurde nach Trocknung anschließend in die wässrige Salz - Lösung getaucht. Die weiteren keramischen Schichten der Farmschale wurden durch Dip'en auf nicht wässriger Basis und Besanden aufgebracht. Die Formschale wurde nachgetrocknet, entwachst, bei 900 0C 1h gebrannt und bei 240 0C mit Al - Si7-MgO,G im Vakuum abgegossen, anschließend das Gußstück der üblichen Wärmebehandlung unterzagen.The first dips were made with a filler made of zirconium silicate flour with predominantly less than 5 μm grain diameter on a wax model, the grave sanding material consisting of zirconium silicate powder in the usual way. After drying, the coated wax model was then dipped into the aqueous salt solution. The other ceramic layers of the farm bowl were applied by dipping on a non-aqueous base and sanding. The shell mold was further dried, dewaxed, calcined at 900 0 C for 1 h and at 240 0 C with Al - Si7 poured off-MgO, G in vacuo, then unterzagen the casting of the usual heat treatment.
Die Zugproben weisen eine Festigkeit van ca. '360 - 380 l\l/mm2 auf bei Bruchdehnungswerten von ca. 6 %. The tensile specimens have a strength of approx. 360-380 l / mm 2 with elongation at break of approx. 6 %.
5. Aluminium - Legierungen5. Aluminum alloys
Es wurde nach Beispiel 4. verfahren, der wässrigen Lösung der Salze aberThe procedure of Example 4 was followed, but the aqueous solution of the salts
a) Feinkörniges Al 0a) Fine-grained Al 0
mit Korngrößen von ^ 5 pm und ca. 5 bis 10 gr pro Liter Lösung undwith grain sizes of ^ 5 pm and approx. 5 to 10 gr per liter of solution and
c) gelöstes Platinchlorid mit etwa 0,5 gr pro Liter Lösungc) dissolved platinum chloride with about 0.5 gr per liter of solution
d) Kobalt- und Nickel-salz, in Form von Kaliumhexacyanokabaltat (II) und IMatriumtetracyanonickelat (II)d) cobalt and nickel salts, in the form of potassium hexacyanokabaltate (II) and Sodium tetracyanonickelate (II)
e) 15 g eines wasserlöslichen, dreiwertigen Eisensalzes (Eisenacetat) pro Liter Lösung zugegeben.e) 15 g of a water-soluble, trivalent iron salt (iron acetate) added per liter of solution.
- 12 - .^ORIGINAL - 12 - . ^ ORIGINAL
Durch diese Methoden konnte die Streubreite der Festigkeitseigenschaften van Beispiel k. verkleinert werden. Die günstigen liierte wurden mit der Zugabe van dreiwertigem Eisen erhalten:Using these methods, the spread of the strength properties of example k. can be reduced in size. The favorable allies were obtained with the addition of trivalent iron:
Zugfestigkeit der Proben beträgt ca. 380 N/mm2 bei im Mittel etwa 8 % Bruchdehnung. Als nachteilig an dem Verfahren nach Beispiel h. und 5. ist die teilweise auftretende Rauhigkeit der Oberfläche der Gußstücke zu ' nennen.The tensile strength of the samples is approx. 380 N / mm 2 with an average elongation at break of approx. 8%. As a disadvantage of the method according to example h. and 5. the roughness of the surface of the castings which sometimes occurs is to be mentioned.
6. Aluminium - Legierungen6. Aluminum alloys
Ea wurde nach Beispiel 4. und 5. e. verfahren, die fertig gebrannte Farmschale nachträglich mit einer Aufschlämmung in Isabutylalkahol bestehend aus fein gemahlenem Pulver mit einer Korngröße von weniger als 5 pm innen durch Schwenken beschichtet. Dazu wurden die folgenden Materialien benutzt:Ea was according to Example 4. and 5. e. procedure, the finished fired Farm shell retrofitted with a slurry in isabutyl alcohol consisting of finely ground powder with a grain size of less than 5 μm coated inside by swiveling. The following were added to this Materials used:
a) Aluminiumoxid i) Siliziumoxida) aluminum oxide i) silicon oxide
b) Zirkonoxid j) Titannitridb) zirconia j) titanium nitride
c) Mullit k) Titanoxidc) mullite k) titanium oxide
d) Aluininiunibarat 1) Ilmenit und Rutild) Aluininiunibarat 1) Ilmenite and rutile
e) Aluminiumphosphat m) Aluminiumnitride) aluminum phosphate m) aluminum nitride
f) Lithiummetaaluminat n) reaktionsgebundenes Siliziumnitridf) lithium metal aluminate n) reaction-bound silicon nitride
g) Zirkonsilikat o) Halium-, Natrium- und Lithiumh) Aluminiumtitanat aluminat und -Titanatg) zirconium silicate o) halium, sodium and lithium h) Aluminum titanate aluminate and titanate
p) Kalium-, Natrium- und Lithium-p) potassium, sodium and lithium
Zirkonat q) SiliziumcarbidZirconate q) silicon carbide
Die Farmschalen wurden jeweils auf etwa 350 0C an Luft erwärmt, abgekühlt, die Salzlösung eingeschüttet und durch Schwenken verteilt, im Anschluß bei ca. 900 0C 1h nachgebrannt. Auf diese Weise wurde besonders im Fall van Zirkonsilikat eine geeignete glatte Oberfläche des Gußstückes erhalten, im Wesentlichen unter Beibehaltung der Festigkeitseigenschaften der Zugproben aus Al-Si7-MgO,6 nach Beispiel 5.e., wobei sich tendenziell die höheren Festigkeitswerte bei den Materialien f) bis p) ergaben.The farm dishes were each heated to about 350 0 C in air, cooled, poured the salt solution and distributed by pivoting, post-baked in the terminal at approximately 900 0 C for 1 h. In this way, particularly in the case of zirconium silicate, a suitable smooth surface of the casting was obtained, essentially while maintaining the strength properties of the tensile specimens made of Al-Si7-MgO, 6 according to Example 5.e., the higher strength values tending to be found in materials f ) to p).
13 -13 -
Die Salzmischung dient hier gleichzeitig als Sinterhilfe für das nachträglich aufgebrachte Feinkorn. Die Brandtemperatur wurde so hoch gewählt, um AlF, zu verdampfen.The salt mixture also serves as a sintering aid for the subsequently applied fine grain. The fire temperature was chosen to be high enough to evaporate AlF.
7. Aluminium - Legierungen7. Aluminum alloys
Es hat sich gezeigt, daB man die Festigkeitseigenschaften und Oberflächengüte der Gußteile nach dem Verfahren nach Beispiel 6. auch dadurch erreichen kann, daB man statt der Fluoride die entsprechenden Chloride, Jodide und Bromide ggf. als Mischung verwendet. Man ist bestrebt, die Salzmischung so zusammenzusetzen, daßIt has been shown that one can improve the strength properties and surface quality the cast parts by the method according to Example 6 also thereby can achieve that instead of the fluorides, the corresponding chlorides, Iodides and bromides may be used as a mixture. The aim is to put together the salt mixture so that
- sie einen Schmelzpunkt aufweist, der unter der Vorwärmtemperatur der Formschale vor dem Abguß d. h. an Luft bei Entnahme aus dem Vorwärmofen unter ca. 400 0C im Fall van Al - Legierungen liegt, sadaß bei der Handhabung möglichst wenig Luftfeuchtigkeit aufgenommen wird; die gewünschte Formschalentemperatur von ca. 180 - 320 0C beim Abguß erhält man durch Abkühlung im Inertgas, in vorgetrockneter Luft oder auch im Vakuum des Abgußofens.- it has a melting point that is below the preheating temperature of the shell mold before the casting in air at removal from the pre-heating below about 400 0 C in the case van Al - alloys is, kratom when handled as little as possible humidity is taken; the desired shell mold temperature of about 180-320 0 C during casting is obtained by cooling in the inert gas pre-dried in air or in the vacuum of Abgußofens.
- die Salze nicht oder nur wenig im Aufschlämmungsmittel der weiteren Dip's löslich sind, sodaß man mit einer geringen Menge nur für den oder die ersten wässrigen Dip's und die Feinkornschicht auskommt, sodaß das Salz im weiteren nicht ausgewaschen wird;- the salts not or only a little in the suspension medium of the others Dip's are soluble, so you can only use a small amount for the or the first aqueous dip and the fine-grain layer get by, so that the salt is not washed out further;
- möglichst keine Hilfssalze zur Erzeugung einer geeigneten Wasserlöslichkeit, wie z. B. AlF , nötig sind.- if possible, no auxiliary salts to create a suitable water solubility, such as B. AlF, are necessary.
Es wurden beispielsweise folgende Salzlösungen hergestellt:For example, the following salt solutions were produced:
a) PbF2 10%, PbJ2 90% (schmelzpunkt ca. 380 0C);a) PbF 2 10%, PbI 2 90% (melting point about 380 0 C);
b) PbBr2 40%, PbJ2 S0% (Schmelzpunkt ca. 300 0C);b) PbBr 2 40%, PbI 2 S0% (melting point about 300 0 C);
c) HBr 16%, PbBr2 42% (Schmelzpunkt - 260 0C);c) HBr 16%, PbBr 2 42% (melting point - 260 0 C);
dabei wird HBr z.T. durch die nachfolgenden nicht wässrigen Dip's ausgewaschen. HBr is partly washed out by the subsequent non-aqueous dips.
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Die üJasserlöslichkeit der Salze kann in bekannter üieise'mit Hilfe einer ,_ ■The water solubility of the salts can be determined in a known manner with the aid of a
Komplexsalz- oder Dappelsalzbildung z. B. mit Ammoniumsalzen, Natrium- «.Complex salt or Dappelsalzbildung z. B. with ammonium salts, sodium «.
acetat u. v. a. m. hergestellt, bzw. erhöht werden. Hier wurden die Bleisalze mit Hilfe von Eisen III - Acetat - Hydrat in ihrer üJasserlöslichkeit so erhöht, daß insgesamt 30 gr Bleisalze/Liter Lösung vorhandenacetate and much more a. m. be produced or increased. Here were the lead salts with the help of ferric acetate hydrate in their water solubility so increased that a total of 30 grams of lead salts / liter of solution is available
waren. Die wässrige Lösung enthielt außerdem jeweils 20 gr an drei- *was. The aqueous solution also contained 20 grams of three *
wertigem Eisenacetat pro Liter. *valuable iron acetate per liter. *
Die Feinkorn - Innenbeschichtung mit Hilfe von Zirkonsilikat wurde wie in Beispiel G. erzeugt, aber mit einer Nachbrenntemperatur von ca. 700 0C. Die Trauben wurden bei ca. kUÜ 0C dem Brennofen entnommen und im Vakuum des Schmelzofens erst auf ca. 300 0C abgekühlt bevor gegossen wurde.The fine grain - internal coating by means of zirconium silicate was prepared as in Example G., but with a refire temperature of about 700 0 C. The grapes 0 C the furnace were taken at about kUÜ in vacuo and the furnace only to approximately 300 0 C cooled before pouring.
Auf diese Weise wurden Zugfestigkeiten von ca. 400 N/mm2 bei im Mittel 8% Bruchdehnung bei guter Oberflächenqualität erhalten.In this way tensile strengths of approx. 400 N / mm 2 with an average of 8% elongation at break and good surface quality were obtained.
Es wurden üJachstrauben, bei denen um den Eingußkanal mehrere Probekor- ?There were üJachstrauben in which several sample basket?
per angeordnet waren, halbseitig mit einem wässrigen Dip beschichtet, >per were arranged, coated on one side with an aqueous dip,>
der neben dem üblichen Kornverfeinerungsmittel Kobaltaluminat und einem ?- which in addition to the usual grain refiner cobalt aluminate and a ? -
hohen Anteil an, mit Korndurchmessern von überwiegend weniger als 5 pm, nicht üblichen Feinstkornfüller aus Zirkonsilikat nach der Trocknung mit:high proportion of, with grain diameters of predominantly less than 5 pm, Unusual fine grain filler made of zirconium silicate after drying with:
a) Natriumfluorid, gelösta) sodium fluoride, dissolved
b) Bariumfluorid, als feinkörniges Pulver C- 5 pm)b) barium fluoride, as a fine-grain powder C- 5 pm)
c) Bariumfluorid, als feinkörniges Pulver und gelöstes Natriumfluorid mit 65% Mol bezogen auf die gesamte Salzmenge.c) barium fluoride, as a fine-grain powder and dissolved sodium fluoride with 65% mol based on the total amount of salt.
d) Calciumfluorid und Natriumfluorid, im Mengenverhältnis wie B.c.d) Calcium fluoride and sodium fluoride, in the proportions as B.c.
imprägniert wurde.was impregnated.
a* Der weitere Aufbau der Formschalen wurde auf nichtwässriger Basisa * The rest of the construction of the shell molds was made on a non-aqueous basis
vorgenommen.: .performed.: .
Es zeigte sich, daß die Gußstücke aus den Legierungen: - ^ -x It was found that the castings from the alloys: - ^ - x
BAD ORlGlNAL- - 15 -BAD ORlGlNAL- - 15 -
.5.5
φφ
g IN 100 (ATS 391-G): 63% Ni; 9,5% Cr, 5,5% Al1 u. a. m. S 816 (ATS 113-G): 52% Co, 20% Ni, 20% Cr. u. a. m. ATS 117: 67% Co, 11% ld, 21% Cr, u. a. m. 15/5 Ph: 0,04-0,07 C; 13,5 - 18,5 Cr; 4-6% Ni; 0,2-0,8 Nb; 1,8-2,5 Cu, u. a. m.g IN 100 (ATS 391-G): 63% Ni; 9.5% Cr, 5.5% Al 1 and others S 816 (ATS 113-G): 52% Co, 20% Ni, 20% Cr. ATS 117: 67% Co, 11% ld, 21% Cr, etc. 15/5 Ph: 0.04-0.07 C; 13.5-18.5 Cr; 4-6% Ni; 0.2-0.8 Nb; 1.8-2.5 Cu, etc.
f der salzbehandelten Traubenhälften im Mittel Einen um etwa 5-10% kleineren
Karndurchmesser aufweisen.
Vorzugsweise geht man nach Beispiel S.d. vor. f the salt-treated halves of the grape have an average grain diameter of around 5-10% smaller.
It is preferable to proceed according to example Sd.
840840
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