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Schleudergußkokille Schleuderguß gelingt am besten unter einer Abkühlung,
die möglichst gleichmäßig das gesamte Gußmetall erfaßt und dabei auch eine gewisse
Schnelligkeit entwickelt. Günstige Ergebnisse sind mit Wasserkühlungen und vornehmlich
mit massiven Kupferkokillen, die zugleich noch besonders gekühlt sein können, auch
schon erreicht worden.
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Leicht schlagen diese Maßnahmen aber ins schädliche Gegenteil um.
Die Kühlwirkung ist wieder zu plötzlich, und der Guß wird in seinen Außenzonen zu
stark abgeschreckt. Man wärmt deshalb die Kokillen vor. Abhilfe sollte auch schon
eingestreutes Aluminiumpulver schaffen, das unter der Einwirkung des Gußmetalls
abbrennt und durch seine Wärmewirkung das Abschrecken verhindert. Das sind jedoch
umständliche Maßnahmen, die vor jedem Guß erneut wiederholt werden müssen.
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Ganz unabhängig davon weisen die Kokillen noch einen erheblichen Verschleiß
auf und zeigen Rißbildungen an der Innenmantelfläche, die sie nach kurzer Lebensdauer
unbrauchbar werden lassen.
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Die Erfindung beseitigt bei Schleudergußkokillen die genannten Übelstände
dadurch, daß dem Kokillenbaustoff (Eisen, Stahl, Kupfer) Legierungszusätze beigegeben
sind, die unter der Wärmewirkung des eingebrachten Gußmetalls an der Innenfläche
der Kokille eine festhaftende, den Wärmeübergang in die Kokille verlangsamende Schutzhaut
bilden. Man kann bei Kupferkokillen als schutzhautbildende Stoffe beispielsweise
Aluminium, Mangan, Nickel für sich allein oder in Mischung miteinander verwenden,
und der gewünschte Zweck wird erreicht, wenn der Legierungsanteil dieser Stoffe
wenigstens 3'/0 beträgt. Besonders günstige Ergebnisse konnten durch die Verwendung
von Aluminiummehrstoffbronzen als Kokillenbaustoffe erzielt werden, die neben Kupfer
etwa 3 bis z i °/o Aluminium und Zusätze von Nickel und Eisen enthalten, letztere
in Höhe von zusammen etwa 15 bis 5 °/o. Bei eisernen Kokillen sind Aluminiumbeigaben
von i bis io°/o angebracht.
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Die vorteilhafte Wirkung dieser Zusammensetzungen beruht darin, daß
sich aus ihnen heraus beim ersten Guß die Innenmantelfläche der Kokille mit einer
dünnen Haut, beispielsweise aus A103 (Tonerde), überzieht. Diese festhaftende Schicht
verlangsamt als Schutzschicht den Wärmeübergang vom Gußmetall in den Kokillenkörper
hinein. Sie verhindert so das hohe Temperaturgefälle, das bisher von den Innen-
nach den Außenzonen der Kokille hin entstand, zumal wenn diese zur künstlichen Kühlung
noch von einem Wassermantel umgeben ist. übermäßige Spannungen in der Kokille sind
ausgeschaltet, die hauptsächlich die Ursache jener schädlichen Rißbildungen waren.
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Zugleich ist damit auch ein plötzliches Abschrecken der Gußoberfläche
beim Auftreffen auf die Kokillenwandung vermieden, und die Abkühlung wird irn gesamten
gleichmäßiger.
Günstig ist außerdem die große Verschleißfestigkeit
der Schutzhaut, die sich im übrigen entsprechend der geringen Abnutzung ständig
aus dem Kokillenbaustoff heraus von selbsg wieder erneuert. Auch hat sich gezeigt,
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der Guß in derartigen Kokillen nicht an-"; schweißt. Ihre Lebensdauer
ist gegenüber'' jener der bekannten Ausführungen um ein Mehrfaches gesteigert.
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Bisherige Vorschläge, den Schleuderkokillen aus Bronze oder Rorguß
Zusätze an den genannten Metallen in Höhe bis :21/, zu geben, gingen dahin, die
Wärmeleitfähigkeit des Kokillenkörpers im gesamten herabzusetzen. Zur Bildung einer
Schutzschicht in Richtung der Erfindung mit ihren günstigen Folgen reichen derartige
Legierungsbeigaben nicht aus. Weiterhin sollten schon durch ein Nitrierhärten des
Kokilleninnenmantels Wärmespannungsrisse vermieden werden. Hier handelt es sich
aber um eine die Kokillenfertigung belastende Sondermaßnahme, die auch nur für stählerne
Kokillen durchführbar ist. Andererseits können die bekannten dünnwandigen Aluminiumeinsätze
nicht befriedigen, weil sie in schlecht wärmeleitenden Mänteln ruhen und so bei
ihrem geringen Wärmeaufnahmevermögen die erforderliche und an sich vorhandene eigene
hohe Wärmeleitfähigkeit nicht zweckentsprechend auswirken lassen können. Außerdem
sind solche Einsätze wegen ihrer geringen Festigkeit empfindlich und werden durch
das Entfernen der GuB-körper bald zerstört.
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Zwar hat man schon für Standkokillen, also unbewegte Kokillen, die
vornehmlich der Blockherstellung dienen, Baustoffe mit Aluminiumzusätzen vorgesehen,
die eine verminderte Neigung zur Rissebildung haben und in der Kokille. eine Oxydschicht
gegen AnchweiBen des GuBbloclces bilden. Jedoch wird Gegensatz dazu durch den erfindungsrnäBen
Stoffaufbau der SchleuderguBkokilen in besonders vorteilhafter Weise die hohe Verschleißfestigkeit
ausgenutzt, welche für die Kokillen als Wirkung der Schautzhaut nunmehr erkannt
wurde. Auch sind Schleudergußkokillen im allgemeinen nicht die dickwandigen Gebilde
wie die Standkokillen, und sie werden durch einen Wassermantel künstlich gekühlt.
Ein weit höheres Temperaturgefälle und größere Spannungsbeanspruchungen treten in
den Schleude"rguBkokillen auf. Die Schutzhaut hat deshalb vornehmlich auch Bedeutung
als Wärmeschutzschicht. Sie verlangsamt den Wärmeübergang in den Kokillenkörper
hinein zur Herabsetzung von Temperatursprüngen. Aus der unterschiedlichen Art der
Gußbeanspruchung ergibt die Verwendung eines schutzhautbildenden Baustoffes bei
den Schleuderkokillen gegenüber den Standkokillen eine fortschrittliche Wirkung.