DE407728C - Verfahren zur Erzeugung einer feuerbestaendigen Oberflaeche auf Gussstuecken mit Hilfe von Aluminium - Google Patents

Description

• Verfahren zur Erzeugung einer feuerbeständigen Oberfläche auf Gußstücken mit Hilfe von Aluminium. Es ist bekannt, die Feuerbeständigkeit und Lebensdauer von Eisen- und Stahlgußstücken, die, wie beispielsweise Roststäbe, Rostflächen u. dgl., der Wirkung des Feuers ausgesetzt sind, dadurch zu erhöhen, daß sie mit Hilfe des Metallspritzverfahrens oder anderer geeigneter Arbeitsweisen an den gefährdeten Stellen mit einem Schutzüberzug von Aluminium versehen werden, dessen Oxyd später im Feuer einen zuverlässigen Feuerschutz bietet. Diese bekannten Verfahren gehen sämtlich von dem bereits fertigen Gußstück aus, das nach vorheriger sorgfältiger Reinigung von anhaftenden Fremdkörpern sowie insbesondere nach Entfernung der Gußhaut mit dem Schutzüberzug unter erneuter Erwärmung versehen wird. Dieses Verfahren hat neben hohen Kosten, die vielfach, insbesondere bei einfachem Kesselguß, in sehr ungünstigem Verhältnis zu dem Gesamtwert des Objekts stehen, vor allem den wesentlichen Nachteil, daß dabei die an und für sich schützende Gußhaut der Gußstücke zerstört wird.
• Es sind weiter Verfahren zum Überziehen von Gußstücken aus Metall aller Art, z. BI. Bußeisernen Gefäßen, Röhren o. dgl., mit einer säure- und alkalibeständigen, festhaftenden Schicht bekannt, die darin bestehen, daß gepulverte, säurebeständige Metallegierungen mit oder ohne Bindemittel auf die Gußform aufgetragen und dadurch während des Gusses in die Oberfläche des Gußmetalls eingeschmolzen werden. Der Gedanke, ein derartiges Verfahren in ähnlicher Weise- zur Erzeugung einer feuerbeständigen Oberfläche auf Eisen- oder Stahlgußstücken dadurch anwendbar zu machen, daß gepulvertes Aluminium mit oder ohne Bindemittel in die Gußform eingebracht wird, liegt verhältnismäßig nahe. Seine Umsetzung in die Praxis trifft aber, wie sehr eingehende Versuche bewiesen haben, auf grundsätzliche Schwierigkeiten. In der kurzen Zeit des Gusses tritt eine Verbindung des Aluminiums mit dem; in die Form eintretenden flüssigen Eisen oder Stahl nicht ein. Bei Anwendung von Bindemitteln sintert die den Schutzüberzug bilden sollende Masse, und bei Anwendung reinen Aluminiumpulvers verbrennt dasselbe, ohne einen Schutz der Oberfläche zu erzeugen.
• Es ist werter bekannt, Werkstücke, z. B. Bußeiserne Eisenbahnwagenräder, dadurch an ihrer Lauffläche mit einem Stahlbelag herzustellen, daß ein stählerner Laufkranz auf eine zum Schweißen geeignete Temperatur erhitzt und in eine Form gebracht wird, in welche das den Radkörper bildende Gußeisen eingeführt wird. Aber auch die Übertragung dieses Verfahrens auf die Erzeugung eines feuerbeständigen Aluminiumüberzuges auf Eisen- und Stahlgußstücken trifft auf außerordentliche Schwierigkeiten. Da der zum Feuerschutz bestimmte Aluminiumüberzug nur verhältnismäßig dünn sein, darf, müßte bei analoger Anwendung des bekannten Verfahrens in die Gußform nur eine dünne Aluminiumfolie eingebracht werden, deren Abmessung und Natur naturgemäß eine vorherige Erhitzung ausschließt. Ausgedehnte Versuche in dieser Richtung haben aber gezeigt, daß die Einbringung solcher Aluminiumfolien in die Gußform zu einer gleichmäßigen Verschweißung der Folien mit der ganzen Fläche, z. B. der Rostbahn eines Roststabes, praktisch so gut wie nie führt, da eben wegen der Unmöglichkeit der Vorerhitzung der Aluminiumfolie die für die Verschweißung günstigen Temperaturen schwer auf der ganzen Länge der Rostbahn einzuhalten sind, um so mehr, da die Aluminiumfolie, wenn sie auch noch so dünn ist, eine gewisse Oberflächenabkühlung des in die Gußform ein- und mit ersterer in Berührung tretenden Gußmetalls bewirkt.
• Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß eine wirksame Erhöhung der Feuerbeständigkeit von Gußstücken durch Einbringen von Aluminium in die Gußform dann zu erreichen ist_, wenn man davon abgeht, das Aluminium, wie bei dem bekannten Spritzverfahren, einen zusammenhängenden Überzug auf dem Werkstück bilden zu lassen, es vielmehr in sglcher Weise in die Gußform einbringt, daß es, wenigstens zu seinem wesentlichsten Teil, von dem die schützende Oberflächenschicht des Werkstückes bildenden Eisenoder Stahl unter Bildung einer harten Aluminiumlegierung absorbiert wird. Eine derartige Absorption des Aluminiums ist aber nur dann möglich, wenn dieses in einzelnen nicht zu großen Elementen möglichst allseitig unter bester Wärmeübertragung von dem Gußmetall umhüllt wird. Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß in die Form das Aluminium in Gestalt eines durchbrochenen Gerippes eingebracht wird, das so weit innerhalb des Formraumes liegt oder in diesen hineinragt, daß das die feuerbeständig zu machende Oberflächenschicht bildende Metall während des Gießens das Gerippe durchdringt und dessen einzelne Elemente mehr oder weniger allseitig umgibt. Dann tritt, wie zweifelsfrei festgestellt wurde, eine Absorption des Aluminiums ein. und es bildet sich auf dem Werkstück eine harte Legierungsschicht, die einen ebenso guten, wenn nicht besseren Feuerschutz bietet wie ein zusammenhängender Aluminiumüberzug.
• Nach diesem Verfahren können z. B. Roststäbe in der Weise hergestellt werden, daß sie mit der zu schützenden Rostbahn nach oben in einer Form gegossen werden, in die, in einem gewissen Abstand von der oberen Formfläche des Oberkastens Aluminiumdrähte eingespannt sind. Der Abstand zwischen den. Drähten muß groß genug sein, damit das Gußeisen oder der Gußstahl die Drähte durchdringt. Sobald die Drähte mit dem heißen Gußeisen oder -stahl in Berührung kommen, werden sie von letzterem unter Bildung einer Aluminiumlegierung absorbiert. An Stelle der Drähte könnten auch Drahtnetze, durchlochte Aluminiumfolien oder sonstige nach Art von Gerippen ausgebildete Aluminiumformkörper verwendet werden.
• Will man eine freischwebende Aufhängung oder Einspannung dieser Aluminiumgerippe vermeiden, so lassen sich auch mit rundem oder eckigem Kopf versehene Stifte verwenden, die in gewissen Abständen voneinander in den Formsand des Oberkastens nagelbrettartig eingesteckt werden. Die eigentlichen Schäfte dieser Stifte werden dabei zweckmäßig verhältnismäßig dünn gehalten, so daß die Hauptmasse des Aluminiums in den Köpfen der Stifte liegt. Wenn dann auch das gesamte in die Form eingebrachte Aluminium nicht von dem Gußmetall umhüllt wird, so sind doch die in der Hauptsache für die Legierungsbildung wirksamen dicken Köpfe so gut wie allseitig von dem Gußmetall umgeben, so daß auch in diesem Falle eine genügende Absorption und Legierungsbildung eintritt. Letzteres Verfahren lehnt sich also an das bekannte Verfahren an, mit Karborundum bekleidete Reibflächen dadurch herzustellen, daß Karborundumteilchen in gleichmäßiger Weise auf jene Flächen der Gußform, welche der zu bekleidenden Reibfläche entsprechen, gestreut und leicht in den Formsand eingepreßt werden, so daß sie nach dem Guß diamantartig mit dem gegossenen Körper der Reibfläche vereinigt sind. Von diesem bekannten Verfahren unterscheidet sich das neue aber, wie ohne weiteres ersichtlich, sowohl hinsichtlich seines Zweckes als auch hinsichtlich des technisch-physikalischen Vorganges.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜcH: Verfahren zur Erzeugung einer feuerbeständigen Oberfläche auf Eisen- oder Stahlgußstücken mit Hilfe von Aluminium. dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminium in die Form in Gestalt .eines durchbrochenen Gerippes eingebracht wird, das so weit innerhalb des Formraumes liegt oder-in diesen hineinragt, daß das die feuerbeständig zu machende Oberflächenschicht bildende Metall (Eisen oder Stahl) während des Gießens das Gerippe durchdringt und dessen einzelne Elemente mehr oder weniger allseitig umgibt und unter Bildung einer Legierungsschicht ganz oder teilweise absorbiert.