DE652380C - Verfahren zum Abdichten von Gussstuecken aus Leichtmetallegierungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von Gußstücken aus Leichtmetallegierungen, im besonderen Magnesiumlegierungen, die bekanntlich trotz sorgfältigster Behandlung und" Überwachung während des Gießens dazu neigen, bei den strengen Prüfungen, denen derartige Werkstücke unterworfen werden, eine gewisse Durchlässigkeit zu zeigen, so daß bisher bei ihrer Herstellung ein erheblicher Ausschuß zu verzeichnen war.

Es ist bekannt, Gußstücke mit feinen, interkristallinen Poren durch Imprägnieren mit einem löslichen oder schmelzbaren Stoff druckdicht zu machen, der im flüssigen Zustände in die Poren hineingepreßt wird und darin, diese abschließend, erhärtet bzw. erstarrt, wobei als Imprägnierungsmittel sowohl' nichtmetallische als auch metallische Stoffe in Betracht gezogen wurden. So wurde z. B.

vorgeschlagen, Gußstücke mit in Aceton gelöstem flüssigem Cellon abzupressen. Diese Methode ist jedoch angesichts des äußerst niedrigen Erweichungspunktes des Cellons und der durch den nichtmetallischen Charakter des Imprägnierungsmittels verursachten Schwierigkeiten bei der mechanischen Bearbeitung nur für besondere, sehr eng begrenzte Anwendungsgebiete geeignet.

Des weiteren ist vorgeschlagen worden, poröse Gußstücke dadurch dicht zu machen, daß sie in ein aus einem Lot· bestehendes Metallbad gebracht und samt diesem unter Druck gesetzt werden. Dies hat jedoch bei Leichtmetallegierungen den erheblichen Nachteil, daß hierbei zur Erzielung einer brauchbaren Imprägnierung eine übermäßig hohe Verziehungsgefahr mit sich bringende Badtemperatur erforderlich ist, da die Schmelzpunkte der -bekannten niedrigschmelzenden Lote für Leichtmetalle zwischen etwa 150 und 250⁰ C liegen und zur Durchführung einer Imprägnierung mit diesen Loten eine wesentlich über dem Schmelzpunkt liegende Arbeitstemperatu.r erforderlich wäre, denen insbesondere dünnwandige und komplizierte Leichtmetallgußstücke, namentlich solche aus Magnesiumlegierungen, nicht ohne Schaden ausgesetzt werden können.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein verbessertes Verfahren zum Abdichten von Gußstücken aus Leichtmetallegierungen, insbesondere Magnesiumlegierungen, durch ein metallisches Imprägnierungsmittel, welches bei sehr mäßiger Badtemperatur eine ausgezeichnete Imprägnierung von beträchtlicher Temperaturbeständigkeit ergibt, und

652 B80

zwar werden hierzu unter ioo° C schmelzende Legierungen aus Wismut, Blei, Cadmium und Zinn verwendet. Die abzudichtenden Gußstücke werden, vorzugsweise bei etwai6o°C, in die flüssige Imprägnierungslegierung eingetaucht bzw., falls geeignet gestaltet, mit dieser gefüllt, worauf das flüssige Metall in bekannter Weise unter Druck gesetzt und hierdurch in die feinsten Poren oder Spalten ίο des Gußkörpers hineingedrängt wird. Es hat sich gezeigt, daß hierzu bei den 'Imprägnierungslegierungen gemäß der Erfindung nur ein mäßiger Druck erforderlich ist. Beim Herausnehmen der Gußstücke aus demMetallbad bzw. beim Ausgießen des flüssigen •Imprägnierungsmetalls aus Hohlguß stücken läuft dieses von den GußstückoberflächAi glatt ab, ohne irgendeine Adhäsion zu zeigen oder überhaupt irgendeine Spur der Imprägnierungsbehandlurig an den Gußstückoberflächen zurückzulassen. Dies steht durchaus im Einklang mit der bekannten Erfahrung, daß die unter ioo° schmelzenden Bi-Pb-Cd-Sn-Legierungen keinerlei Neigung zum Amalgamieren oder ■ auch nur Anhaften an Leichtmetalloberflächen aufweisen und daher ja als Lote für Leichtmetallegierungen durchaus ungeeignet sind.

" Um so überraschender ist nun die technisch sehr bedeutsame Tatsache, daß im Gegensatz hierzu bei dem Verfahren gemäß der Erfindung das in die feinen interkristallinen Spalten und Poren eingedrungene Imprägnierungsmetall eine Legierung oder Amalgamierung mit dem Stammetall eingeht, so daß sich dort eine neue Legierung bildet, wie man im Schliffbild deutlich sehen und auch aus dem Verhalten der Gußstücke erkennen kann. Es zeigt sich nämlich, daß die Gußstücke nach der gemäß der Erfindung vorgeschlagenen Behandlung auch bei Erwärmung auf Temperaturen, die erheblich über dem Schmelzpunkt der ursprünglichen Imprägnierungslegierung liegen, ihre durch das Imprägnieren gewonnene Undurchlässigkeit praktisch nicht verlieren. Dies ist nur dadurch, möglich, daß sich in den Poren und Spalten des Gußstückes infolge der dort eingetretenen Amalgamierung eine neue Legierung von beträchtlich höherem Schmelzpunkt gebildet hat. Tatsächlich kann man z. B. bei Gußstücken aus Magnesiumlegierungen, die mit der Imprägnierungslegierung gemäß der Erfindung behandelt worden sind, im Schliffbild die Legierungswirkung deutlich daran erkennen, daß in größeren Poren jedes Stück des (als dunkler Fleck erscheinenden) Imprägnierungsmetalls von einer breiten Zone der durch Amalgamierung gebildeten neuen Legierung umgeben ist, während in kleineren Poren nur diese letztere Legierung gefunden wird, d. h. das gesamte Imprägnierungsmetall mit dem Stammetall in Legierung gegangen ist. Der große technische . Vorteil dieser Wirkung besteht darin, daß er es ermöglicht, bei einer niedrigen, für "Leichtmetallgußstücke durchaus ungefährlichen Arbeitstemperatur eine vorzügliche Abdichtung von beträchtlicher Temperaturbeständigkeit zu erzielen.

Besonders günstige Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn man die Gußstücke nach erfolgtem Abpressen sehr langsam abkühlt und hierauf noch einige Tage liegenläßt. Hinsichtlich der Imprägnierungstemperatur sei bemerkt, daß bei den Imprägnierungsmetallen gemäß der Erfindung schon eine nur wenig über dem Schmelzpunkt liegende Temperatur zur Erzielung einer guten Abdichtung hinreicht. Die Anwendung etwas höherer Temperaturen begünstigt jedoch den Legierungs-Vorgang zwischen Stammetall und Imprägnierungsmetall und bewirkt somit eine höhere Temperaturbeständigkeit der Imprägnierung. Da man Leichtmetallgußstücke, auch solche aus Magnesiumlegierungen, auch bei komplizierter Gestalt unbedenklich auf i6o° C erwärmenkann, ist es zweckmäßig, etwa diese Temperatur anzuwenden, wenn es auf hohe Temperaturbeständigkeit des Imprägnierens ankommt,

Bei der Auswahl der Zusammensetzung des Imprägnierungsmittels unter den unter ioo° C schmelzenden Bi-Pb-Cd-Sn-Legierungen ist die Zusammensetzung der -Leichtmetallegierung, aus welcher das abzudichtende Gußstück besteht, zu berücksichtigen, wobei es neben den anderen Faktoren, wie z. B. der Schmelztemperatur, insbesondere auch auf die Zusammenziehung bei der Abkühlung ankommt, da eine brauchbare Abdichtung nur zu erzielen ist, wenn sich das Imprägnierungsmittel bei der Abkühlung weniger zusammenzieht als das Stammetall. Eine besonders gute Abdichtung wird erhalten mit solchen Imprägnierungslegierungen, die sich während der Erstarrung bzw. Abkühlung ausdehnen.

Als Beispiel sei erwähnt, daß sich bei Gußstücken aus Magnesiumlegierungen eine Imprägnierungslegierung von 42°/₀ Wismut, 24,5 °/₀ Blei, 23% Zinn und io°/₀ Cadmium, die bei ungefähr 68,05° C schmilzt, als besonders geeignet erwiesen hat.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verwendung eines unter ioo° C schmelzenden Lotes aus einer aus Wismut, Blei, Cadmium und Zinn bestehenden Legierung zum Abdichten von Gußstücken aus Leichtmetallegierungen, insbesondere Magnesiumlegierungen.

2. Verwendung einer Legierung von 42% Wismut, 24,5 °/o Blei, 23⁰/₀ Zinn und

io,5 °/o Cadmium für den Zweck nach Anspruch i.

3. Verfahren zum Abdichten von Gußstücken aus Leichtmetallegierungen, insbesondere Magnesiumlegierungen, mittels Loten der in Anspruch 1 und 2 angegebenen Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß das Gußstück etwa bei 160⁰C abgedichtet und anschließend langsam abgekühlt wird.