DE647934C

DE647934C - Auskleidungsmasse fuer Tiegel zum Schmelzen von Aluminium

Info

Publication number: DE647934C
Application number: DET45166D
Authority: DE
Original assignee: CARL MAGNUS TRUEDSSON
Current assignee: CARL MAGNUS TRUEDSSON
Priority date: 1935-04-05
Filing date: 1935-04-05
Publication date: 1937-07-16

Description

Auskleidungsmasse für Tiegel zum Schmelzen von Aluminium Bei Verwendung von Tiegeln und Werkzeugen für metallische Schmelzen oder Salzschmelzen tritt oft der Nachteil hervor, daß der Tiegel bzw. das Werkzeugmaterial von der Schmelze angegriffen und zerstört wird, wodurch diese verunreinigt werden oder verlorengehen kann. Ferner kommt es nicht selten vor, daß Tiegel aus Gußeisen, Graphit oder keramischem Werkstoff so porös sind, daß sie nicht ohne weiteres für Schmelzen, insbesondere Salzschmelzen, verwendet werden können. Um die genannten Nachteile zu vermeiden, hat man die Tiegel oder die Werkzeuge bisher mit an den Flächen haftenden Belägen aus festen Substanzen versehen. Die Lebensdauer dieser Beläge ist jedoch im allgemeinen sehr beschränkt infolge der Schwierigkeit, einen solchen Belag mit derselben Wärmeausdehnungszahl wie der darunterliegende Werkstoff herzustellen. Bei verschiedenen Wärmeausdehnungszahlen des Tiegel- bzw. des Werkstoffes und des Schutzbelags entstehen Risse im Belag, sobald der Gegenstand großen Temperaturveränderungen ausgesetzt wird.
Es ist auch eine Auskleidungsmasse für Schmelztiegel aus Metall bekannt, die aber zum größten Teil aus Calciumhydroxyd besteht, wobei der Masse kleinere Mengen anderer, für die Anbringung der Masse als Bindemittel dienende Stoffe zugesetzt sind, insbesondere Melasse, die leicht wegbrennt, während andere Bindemittel während der Einbrennung der Tiegelauskleidung infolge der Zusammensetzung der Mischung mit vorherrschendemÜberfluß von Ca0 erhärten. Das Bestreben geht dort sogar dahin, die Masse durch Zusatz von Boro-Silicat-Email steinhart zu machen, wobei auch hier die eingangs geschilderten Nachteile auftreten.
Man hat weiterhin auch bei der Herstellung von Schmelztiegeln zum Schmelzen von Nichteisemnetallen vorgeschlagen, einer feuerfesten Grundmasse eine große Menge pulverisierten Glases beizufügen, um den Stoff bei der Schmelztemperatur zähflüssig zu machen, damit sich die Poren der Grundmasse infolge Ausbildung einer Kruste auf der Innenseite des Tiegels schließen. Hierbei handelt es sich aber nicht um eine Auskleidungsmasse von Tiegeln, sondern um die Herstellung von Tiegeln selbst.
Die- vorliegende Erfindung, durch welche die dem Bekannten anhaftenden Nachteile beseitigt werden, besteht dagegen aus einer Auskleidungsmasse für Tiegel zum Schmelzen von Aluminium und Aluminiumlegierungen, bei der das Wesen der Neuheit in der Hauptsache darin zu erblicken ist, daß die Masse aus Stoffen besteht, die, wie z. B. Borsäure, Boroxyd, Borate, Phosphorsäureanhydrid und Phosphate, annähernd dasselbe spezifische Gewicht wie Aluminium haben und bei der Temperatur der geschmolzenen Masse in den zähflüssigen Zustand übergehen.
Die Auskleidungsmasse ist dabei zusammengesetzt aus etwa roo7Gewichtsteilen Borax, 5o Gewichtsteilen fester Borsäure und 5o Gewichtsteilen pulverförmigem Graphit und kann eine aus Pulver, Körnern oder Platten aus festem, wärmebeständigem Werkstoff bestehende Außenschicht tragen, die auf dem zähflüssigen Tiegelbelag angebracht ist.
Der Belag kann aufgebracht werden, indem der Gegenstand in eine Schmelze geeigneter Zusammensetzung getaucht wird. Die Anbringung kann auch dadurch erfolgen, daß der Stoff, aus dem der Belag bestehen soll, in Pulverform auf den erhitzten Gegenstand gestreut wird.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des neuen Verfahrens wird in die Belagmasse ein pulverförmiger wärmebeständiger Stoff, z. B. Graphit oder Asbest, eingemengt, was der Masse, wenn diese plastisch ist, eine breiförmige Beschaffenheit verleiht.
Die Masse kann sowohl in dickflüssigem als in breiförmigem Zustande auf den Gegenstand wie eine Farbe, z. B. mit einem Pinsel, gestrichen werden.
Da der Belag bei Glühtemperatur zähflüssig oder plastisch ist, würde er in gewissen Fällen von der Schmelze verdrängt werden können, was dadurch verhindert wird, daß man der Masse ein spezifisches Gewicht gibt, das mit dem spezifischen Gewicht der Schmelze nahezu übereinstimmt. Diese Übereinstimmung kann durch geeignete Wahl der zähen bzw. plastischen Stoffe, die in dem Belag enthalten sind, oder durch Einmengung von geeignetem Füllstoff in die Belagmasse bewirkt werden.
Da es von Bedeutung ist, daß die zähflüssige oder plastische Schicht an der Fläche des zu schützenden Gegenstandes haftet, empfiehlt es sich, die Fläche des Gegenstandes vor der Anbringung des Belages vorzubehandeln, so daß sie rauh, schwammartig oder porig wird. Dies kann durch bekannte mechanische oder chemische Verfahren, z. B. durch Sandgebläsverfahren, oder durch Beizen mit Chemikalien erfolgen. Ein anderes Verfahren, der Fläche des Gegenstandes die gewünschte Eigenschaft zu geben, besteht darin, den Ge= genstand auf der Oberfläche mit einem fremden Metall zu legieren und dann den neuen Legierungsbestandteil aufzulösen oder abzudestillieren.
Die Belagmasse muß von solcher Beschaffenheit sein, daß sie den Gegenstand gegen chemische Einwirkung der geschmolzenen Masse schützt. Je nach der Art der verwendeten Schmelzmasse hat man daher die Stoffe zu wählen, die in der Belagmasse enthalten sein sollen, so daß diese Bedingung erfüllt wird.
Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung, wenn es gilt, Tiegel zu schützen, die Bäder von geschmolzenem Aluminium oder geschmolzener Aluminiumlegierung aufnehmen sollen. Zu diesem Zwecke wird die Erfindung zweckmäßig wie folgt ausgeführt.
Man stellt eine Masse, bestehend aus 5o Teilen pulverförmigem. Graphit, 5o Teilen Borsäure in fester Form und ioo Teilen Borax. her. Die Masse wird derart erhitzt, daß sie eine zweckmäßige breiartige Beschaffenheit erhält, und wird dann an die Innenseite des Tiegels gestrichen, wo sie als eine Schicht anhaftet. Zweckmäßig ist der Tiegel dabei-etwas erhitzt. Wenn man dann das Metall oder die Metallegierung einlegt und erhitzt, bis dieses bzw. diese geschmolzen ist, wird-der Tiegel durch den Belag geschützt, der in plastischem Zustande die Innenseite des Tiegels überall bedeckt. Die geschmolzene Masse kann den Belag, der im wesentlichen dasselbe spezifische Gewicht hat, an keiner Stelle verdrängen. Infolge ihrer Beweglichkeit wird sich die Belagmasse unter allen Umständen dicht auf jedem Punkt an die Tiegelfläche anschmiegen, wobei der eingemengte Graphit gleichförmig verteilt bleibt, so daß die Masse überall dieselben schützenden Eigenschaften hat. Wenn das geschmolzene Bad abgegossen und der Tiegel kalt wird, erstarrt die Belagschicht, aber infolge ihrer Beweglichkeit und breiartiger Beschaffenheit entstehen dabei keine Risse. Der Tiegel kann aufs neue verwendet werden, wobei der Belag seine plastische Konsistenz zurückgewinnt.
Wenn erwünscht, kann man auf dem zähflüssigen oder plastischen Belag eine äußere Schicht festen, wärmebeständigen Stoffes in Form von Pulver, Körnern oder Platten anbringen, wobei man einen solchen Stoff wählen muß"der durch die fragliche geschmolzene Masse nicht chemisch angegriffen wird. Die bewegliche Zwischenschicht verhindert dann durch ihre Beweglichkeit die Entstehung von Rissen in dem Belag bei Temperaturveränderungen, auch wenn die Wärmeausdehnungszahl nicht dieselbe ist wie diejenige des Gegenstandes.
Die Erfindung kann in vielen Fällen auch für andere Gegenstände als Tiegel und Werkzeuge Verwendung finden, beispielsweise um Schmelzöfen an der Innenseite mit einem schützenden Überzug zu versehen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Auskleidungsmasse für Tiegel zum Schmelzen von Aluminium und Aluminiumlegierungen, gekennzeichnet durch Stoffe, die, wie z. B. Borsäure, Boroxyd, Borate, Phosphorsäureanhydrid und Phosphate, annähernd dasselbe spezifische Gewicht wie Aluminium haben und bei der Temperatur der geschmolzenen Masse in den zähflüssigen Zustand übergehen.
2. Auskleidungsmasse nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung von etwa ioo Gewichtsteilen Borax, 5o Gewichtsteilen fester Borsäure und 5o Gewichtsteilen pulverförmigem Graphit.
3. Auskleidungsmasse nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch eine aus Pulver, Körnern oder Platten aus festem, wärmebeständigem Werkstoff bestehende Außenschicht, die auf dem zähflüssigen Tiegelbelag angebracht ist.