DE660590C

DE660590C - Process for the production of a gas-impermeable coating on the inner surface of green sand molds

Info

Publication number: DE660590C
Application number: DEM135816D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gustav Guertler; Dr Ernst Scheuer
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1936-09-29
Filing date: 1936-09-29
Publication date: 1938-05-31

Description

Verfahren zur Herstellung eines gasundurchlässigen Überzuges auf der Innenfläche von grünen Sandformen Bei der Herstellung von Aluminiumgußstücken, insbesondere aus hochwertigen Legierungen, wie z. B. modifizierten Aluminium-Silicium-Legierungen, spielt die Freiheit des Gußgefüges von kleinen Hohlräumen eine wichtige Rolle. Diese Hohlräume werden u. a. dem Vorhandensein von gelösten oder mechanisch eingeschlossenen Gasen zugeschrieben. Durch geeignete Schmelztechnik und gegebenenfalls Anwendung von Entgasungsmätteln gelingt es nun, die Schmelze im Tiegel so gasarm zu machen, daß sie bei ungestörter Erstarrung ein vollkommen blasenfreies Gußgefüge ergibt. Beim Umgießen in Formen, die beim Erhitzen keine Gase abgeben, beispielsweise in einen erhitzten Tiegel, in Metallformen oder vollkommen trockne Sandformen, entsteht dann ein blasenfreies Gußgefüge. Nach Umfüllen der Schmelze in feuchte Sandformen wird aber das Metall mit Gasen (z. B. Wasserstoff aus der chemischen Reaktion des Wassers mit dem flüssigen Aluminium) verunreinigt und ergibt dann ein blasiges Gußstück. Die Herstellung von. Formen, welche so vollkommen trocken sind, daß diese Erscheinung mit Sicherheit vermieden wird, ist in der Praxis recht schwierig. Außerdem haben trockne Formen gewisse gießtechnische Nachteile, z. B. geringere Durchlässigkeit und schwache Kühlwirkung, so daß man vielfach aus gießtechnischen Gründen lieber feuchte Formen verwendet.Process for the production of a gas-impermeable coating on the Inner surface of green sand molds In the manufacture of aluminum castings, in particular made of high quality alloys, such as B. modified aluminum-silicon alloys, The freedom of the cast structure from small cavities plays an important role. These Voids are inter alia. the presence of dissolved or mechanically entrapped Attributed to gases. By suitable melting technology and, if necessary, application degassing mats are now able to make the melt in the crucible so low in gas that that it results in a completely bubble-free cast structure with undisturbed solidification. When pouring into molds that do not release gases when heated, for example in a heated crucible, in metal molds or completely dry sand molds, is created then a bubble-free cast structure. After transferring the melt into moist sand molds but the metal is mixed with gases (e.g. hydrogen from the chemical reaction of the Water contaminated with the liquid aluminum) and then results in a blistered casting. The manufacture of. Forms so perfectly dry that this appearance avoiding it with certainty is quite difficult in practice. Also have dry forms have certain casting disadvantages, e.g. B. lower permeability and weak cooling effect, so that one often prefers for reasons of casting technology used moist forms.

Gegenstand der Erfindung ist es nun, eine Gußform zu schaffen, die die Vorteile grüner Sandformen besitzt, jedoch die Herstellung blasenfreien Gusses gewährleistet. Zu diesem Zweck werden auf die Innenseite der Form Metalle oder Salze mittels unter Druck stehender Dämpfe oder Gase in fein verteiltem, geschmolzenem Zustand gespritzt. Dabei soll der Schmelzpunkt der verwendeten Metalle oder Salze so hoch liegen, daß durch das. später in die Form eingegossene Metall kein Wiederaufschmelzen erfolgt, weil hierdurch die Gasdurchlässigkeit der erzeugten Schutzschicht in Frage gestellt wird.The object of the invention is now to create a mold that has the advantages of green sand molds, but the production of bubble-free casts guaranteed. For this purpose, metals or salts are placed on the inside of the mold by means of pressurized vapors or gases in finely divided, molten Injected condition. The melting point of the metals or salts used should be are so high that the metal that is later poured into the mold does not melt again takes place because this jeopardizes the gas permeability of the protective layer produced is provided.

Es ist an sich bekannt, Formen ganz oder teilweise mit Auskleidungen zu versehen. Der Zweck, der hierbei erreicht werden soll, ist ganz verschieden. So hat man versucht, das Abbröckeln von Formsand infolge der Spülwirkung des einfließenden Metalls zu verhindern, und .Bleche in die Form eingelegt. Ein derartiges Verfahren- läßt sich jedoch bei verwickelteren Formen überhaupt nicht anwenden, da die feinen Winkel durch das Blech überdeckt werden. Man hat weiterhin Metalle in Blatt- oder Pulverform benutzt, deren Schmelzpunkt niedriger lag als der der später zu vergießenden Legierungen. Man hat weiterhin Überzüge aus schwer schmelzenden natürlichen oder künstlichen Mineralien benutzt und hierbei z. B. Graphit, Ton, Talkum verwendet. Diese Überzüge sind zwar dichter als der Formsand, aber trotzdem noch stark gasdurchlässig. Diese Schichten werden. entweder mit Wasser oder anderen flüchtigen Bindemitteln aufgebracht und dann durch Trocknung feuchtigkeitsfrei ;gemacht. Dies., hat zur Folge, daß entweder bis zum Eid, füllen des Metalls aus der Formmasse wie Feuchtigkeit in die Deckschicht überdestil ist, so daß die Gasfreiheit in Frage gestelf ist, oder daß andererseits die Form selbst so @" stark getrocknet werden muß, daß die Wirkungen, die man mit grünem Sand erzielen will, nicht mehr eintreten.It is known per se to mold completely or partially with linings to provide. The purpose to be achieved is very different. Attempts have been made to prevent the crumbling of molding sand as a result of the flushing action of the flowing in Prevent metal, and .sheets inserted into the mold. Such a procedure- however, cannot be used at all with more intricate forms, since the fine ones Angle are covered by the sheet metal. You still have metals in leaf or Powder form used whose melting point was lower than that to be cast later Alloys. You still have coatings made of low-melting natural or artificial minerals used and this z. B. graphite, clay, talc are used. Although these coatings are denser than the molding sand, they are still highly gas-permeable. These layers will be. either with water or other volatile Binder applied and then made moisture-free by drying. This., has the consequence that either up to the oath, fill the metal from the molding compound like Moisture in the top layer is overstyled, so that the absence of gas is in question Gestelf is, or that on the other hand, the form itself so @ "are dried so much it must be so that the effects that one wants to achieve with green sand no longer occur.

Andere Vorschläge beziehen sich auf Verwendung von Wasserglas, Aluminiurnlackbronze oder Kolophonium, die durch Einstäuben und Einbrennen glasurbildend wirken sollen. Auch hier hat gerade das Einbrennen eine völlige Trocknung der Form zur Folge, so daß sich der Charakter der grünen Sandform verliert.Other proposals relate to the use of water glass, aluminum enamel bronze or rosin, which should have a glaze-forming effect by dusting and baking. Here, too, the baking results in a complete drying of the mold, see above that the character of the green sand form is lost.

All diesen Verfahren gegenüber hat das Verfahren der Erfindung den Vorteil, daß die gebildete Oberflächenschicht gasundurchlässig und höher schmelzend ist. Gerade die Verbindung dieser beiden Eigenschaften macht es möglich, eine Berührung zwischen feuchtem Formsand und heißem Metall zu unterdrücken und somit eine Gasaufnahme infolge Zersetzung der Feuchtigkeit durch die Schmelze zu vermeiden.Over against all these methods, the method of the invention has the The advantage that the surface layer formed is impermeable to gas and has a higher melting point is. It is precisely the combination of these two properties that makes it possible to have a touch between moist molding sand and hot metal and thus a gas absorption to avoid decomposition of the moisture by the melt.

Vor allem metallische Schichten kommen für diese Zwecke in Betracht, weil sie die nötigen chemischen und physikalischen Eigenschaften aufweisen. In erster Linie eignen sich für ;dvesleii Zweck besonders beider Alumiumgießerei Aluminiumoder Eisen, und zwar sowohl in reinem wie in Legiertem Zustand.Metallic layers in particular come into consideration for these purposes, because they have the necessary chemical and physical properties. First Line are suitable for; dvesleii purpose especially in aluminum or aluminum foundry Iron, both in the pure and in the alloyed state.

Auch Mischungen von beiden Metallen, die unter Umständen beim Spritzen -oder auch bei der Erhitzung durch die einfließende Schmelze sich untereinander legieren, sind vorteilhaft. Die auf dem gespritzten Aluminiumüberzug vorhandene Tonerdehaut macht ihn trotz des an sich niedrigen Schmelzpunktes des Metalls genügend hitzebeständig, um seine vorzeitige Zerstörung durch Abschmelzen zu verhindern.Also mixtures of the two metals, which may occur when spraying -or even when heated by the flowing melt with each other alloy are advantageous. The ones present on the sprayed aluminum coating Alumina skin makes it sufficient despite the inherently low melting point of the metal heat-resistant to prevent its premature destruction by melting.

Außer diesen beiden Metallen sind noch Kupfer; Nickel und Kobalt geeignet sowie Legierungen, welche Eisen, Aluminium, Kupfer, Kobalt oder Nickel als Hauptbestandteile enthalten.Besides these two metals there is also copper; Suitable for nickel and cobalt as well as alloys, which iron, aluminum, copper, cobalt or nickel as main components contain.

Außer den Metallen oder in Verbindung damit können jedoch auch anorganische Salze oder Gläser benutzt werden; die wasserfrei und nicht hygroskopisch sind. Bedingung ist lediglich, daß sie bei den in einer Spritz-Pistole erreichbaren Temperaturen schmelzen und auch das jeweils zu vergießende Metall chemisch nicht beeinflussen. In Betracht kwnmen daher Chloride und Fluoride der Alkalien und Erdalkalien sowie der Metalle Blei und Kadmium, weiterhin Borate der j#giäktisch brauchbaren Temperaturen von 700 bis i zoo° herabgedrückt werden.In addition to the metals or in connection with them, however, inorganic salts or glasses can also be used; which are anhydrous and not hygroscopic. The only condition is that they melt at the temperatures that can be reached in a spray gun and that they also do not chemically affect the metal to be cast. Considerable therefore are chlorides and fluorides of the alkalis and alkaline earths as well as of the metals lead and cadmium, as well as borates of the j # giäktisch usable temperatures of 700 to i zoo ° are lowered.

Die Ausführung des Verfahrens geschieht z. B. so, daß die in üblicher Weise hergestellten Teile einer grünen Sandform sowie 'die Kerne, gegebenenfalls nach oberflächlicher Trocknung mit einer gewöhnlichen Metallspritzpistole, unter Anwendung eines möglichst milden Gasstrahles so lange metallisiert werden, bis ein zusammenhängender abschließender Metallfilm entstanden ist. Dieser Filia muß die ganze Fläche des Eingußkanals und der Gußform selbst, soweit sie mit der.Metallschmelze in Berührung kommt, ,wenigstens bis zum. Steigeransatz lückenlos bedecken. Diejenigen Teile der Formober-Fläche, die der Strömung des flüssigen Metalls besonders stark und lange ausgesetzt sind, z. B. die Einlaufkanäle, werden zweckmäßig entsprechend stärker überzogen als die übrigen. Die Berührungsfläche der Kerne untereinander sowie die Kernmarken können zur Ermöglichung der Gasabfuhr nötigenfalls unbehandelt bleiben.The procedure is carried out, for. B. so that the usual Wise made parts of a green sand mold as well as' the cores, if appropriate after superficial drying with an ordinary metal spray gun, under Application of a gas jet that is as mild as possible can be metallized until a coherent final metal film has arisen. This filia must have the entire area of the sprue and the mold itself, as far as they are with the metal melt comes into contact, at least until. Cover the riser without any gaps. Those Parts of the upper surface of the mold that are particularly exposed to the flow of the liquid metal and are exposed for a long time, e.g. B. the inlet channels are expedient accordingly more overdone than the rest. The contact area between the cores as well as the core brands can, if necessary, be left untreated to enable gas evacuation stay.

Gußstücke, die unter Verwendung einer gasfreien Metallschmelze in nach diesem Verfahren behandelte Formen vergossen sind, haben in ihrer ganzen Ausdehnung ein Gußgefüge, wie es der Metallbeschaffenheit im Tiegel entspricht, d. h. sie enthalten keine Gasblasen, sondern höchstens gröbere Lunker, deren Vermeidung durch Steiger oder Kühleisen in bekannter Weise möglich ist. Ohne Behandlung nach dem vorliegenden Verfahren ergeben die gleichen Formen, mit dem gleichen, gasfreien Metall vergossen, teilweise blasige Gußstücke, wobei die Blasen besonders in den vom Einguß weiter entfernten Teilen auftreten.Castings made using a gas-free molten metal in Molds treated according to this process are potted in their entire extent a cast structure that corresponds to the metal properties in the crucible, d. H. they contain no gas bubbles, but at most coarser blowholes, which can be avoided by risers or cooling iron is possible in a known manner. Without treatment according to the present Process results in the same shapes, cast with the same gas-free metal, partially blistered castings, the blisters especially in those from the sprue distant parts occur.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of a gas-impermeable Coating on the inner surface of green sand molds, characterized in that metals or salts by means of pressurized vapors or gases in finely divided molten state are injected onto the mold surface, so that one under The effect of the inflowing metal creates a non-melting layer.