DE674711C

DE674711C - Process for the production of finished castings from copper alloys in continuous operation by means of metal molds

Info

Publication number: DE674711C
Application number: DEJ59732D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1937-11-28
Filing date: 1937-11-28
Publication date: 1939-04-21

Description

Verfahren zum Herstellen von Fertiggußstücken aus Kupferlegierungen im Dauerbetrieb mittels metallener Formen Das Herstellen von ohne jede Nachbehandlung verwendbaren Fertiggußstücken aus Kupferlegierungen mittels Metallkokillen bereitet erhebliche Schwierigkeiten. Der Gießwerkstoff hat das Bestreben, sich mit dem Baustoff der Kokille chemisch zu verbinden, wodurch einerseits die Gußstücke ungenau werden und eine schlechte Oberfläche erhalten, andererseits die Kokille stark angegriffen und in ihrer Lebensdauer verringert wird. Man hat versucht, das Gußstück mit einer dünnen Isolierschicht zu überziehen, die durch Beimischen geringer Mengen von Erdmetallen, Silicium oder Mangan zu dem Gießwerkstoff erzeugt wird. Zum Herstellen brauchbarer Fertiggußstücke genügt ein- Beimischen derartiger Zusatzstoffe nicht. Insbesondere ist es hierdurch nicht möglich, Gußstücke mit einer glatten, metallisch glänzenden Oberfläche zu erhalten.Process for the production of finished castings from copper alloys in continuous operation by means of metal molds The production of without any after-treatment prepares usable finished castings made of copper alloys by means of metal molds considerable difficulties. The casting material strives to get along with the building material to chemically connect the mold, whereby on the one hand the castings are imprecise and obtained a poor surface, on the other hand, the mold was severely attacked and its service life is reduced. Attempts have been made to cast a to cover a thin insulating layer, which by adding small amounts of earth metals, Silicon or manganese is produced to the casting material. More useful for making Adding such additives to finished castings is not sufficient. In particular This makes it impossible to produce castings with a smooth, metallic sheen Surface.

Gemäß der Erfindung ist zur Lösung dieser Aufgabe eine Reihe von Maßnahmen erforderlich. Zunächst müssen zum Gießwerkstoff in an sich bekannter Weise geringe Mengen (bis zu 30/0) von Silicium., Mangan. Aluminium, Beryllium, Thorium, Magnesium und Calcium einzeln oder in beliebigen Gemischen zum Bilden einer dünnen Schutzschicht auf dem Gußstück beigemischt werden. Alsdann muß der Gießwerkstoff bei einer Temperatur vergossen werden, welche unter der für Sandguß üblichen Gießtemperatur liegt. Ferner muß die Kokille vor jedem Gießvorgang durch Eintauchen in ein Wasserbad, das isolierende Stoffe in fein verteiltem Zustand enthält und eine Temperatur zwischen 2o und 9o° C hat, auf etwa ioo° C und darunter abgekühlt und an der Innenfläche mit einer von den isolierenden Stoffen des Bades gebildeten Schutzschicht überzogen werden. Erst durch gleichzeitige Anwendung dieser verschiedenen Maßnahmen wird erreicht, claß in jeder Hinsicht vollwertige Fertiggußstücke im Dauerbetrieb erhalten werden, die eine metallisch glänzende Ober- fläche haben und ohne jegliche Nachbehan.'" lung in einer Brenne verwendbar sind. F1°,, .: auch nur eine der vorstehend angegebe Maßnahmen, so kann die der Erfindung grunde liegende Aufgabe, einen Fertigguß zu erzeugen, nicht restlos gelöst werden.According to the invention, a number of measures are required to achieve this object. First of all, small amounts (up to 30/0) of silicon, manganese, must be added to the casting material in a manner known per se. Aluminum, beryllium, thorium, magnesium and calcium can be added individually or in any mixtures to form a thin protective layer on the casting. The casting material must then be cast at a temperature which is below the casting temperature customary for sand casting. Furthermore, the mold must be cooled to about 100 ° C and below by immersion in a water bath, which contains insulating substances in finely divided state and has a temperature between 20 and 90 ° C, and on the inner surface with one of the insulating substances the protective layer formed by the bath. It is only through the simultaneous application of these various measures that fully-fledged finished castings are obtained in continuous operation in every respect, which have a shiny metallic surface. surface and without any post-treatment. '" development can be used in a burner. F1 ° ,,.: also just one of the above Measures may include those of the invention The underlying task of producing a finished casting cannot be completely solved.

Die dem Wasserbad beigegebenen isolierenden Stoffe können aus Graphit, Kreide, Ton, Aluminiumoxyd, Zinkoxyd, Bleioxyd, Talkum, Sand oder anderen Erden bestehen, die nicht gasbildend sind. Diese isolierenden Stoffe -werden in fein verteiltem Zustand in das Bad gegeben. Die durch den vorhergehenden Gießvorgang erhitzte Kokille bringt das Bad in der Umgebung der Kokille zum Kochen, wodurch die von dem Gießvorgang zurückgebliebene Isolierschicht mit etwaigen Oxy dniederschlägen abgewaschen wird. Die Kokille bleibt so lange in dem Wasserbad eingetaucht, bis sie sich auf etwa ioo° C abgekühlt hat. Wird die Kokille dann aus dem Bad herausgezogen, so entsteht durch Verdampfen des Wassers ein gleichmäßiger dünner Isolierüberzug auf der Innenfläche der Kokille. Diese Isolierschicht -wird daher jedesmal vor Beginn eines neuen Gießvorganges in gleichmäßiger Stärke erneuert. Ein Entfernen der insbesondere beim Gießen von Kupferlegierungen mit Blei-, Zink- oder Zinngehalt auf der Kokilleninnenwand sich niederschlagenden Oxyde, z. B. durch Bürsten, ist hierbei nicht notwendig.The insulating materials added to the water bath can be made of graphite, Chalk, clay, aluminum oxide, zinc oxide, lead oxide, talc, sand or other earths exist that are not gas-forming. These insulating materials are finely divided State given in the bathroom. The mold heated by the previous casting process brings the bath in the vicinity of the mold to a boil, thereby preventing the casting process Any remaining insulating layer is washed off with any oxide precipitates. The mold remains immersed in the water bath until it is about has cooled down ioo ° C. If the mold is then pulled out of the bath, it is formed by evaporation of the water, an even, thin insulating coating on the inner surface the mold. This insulating layer is therefore used every time before the start of a new casting process renewed in uniform strength. A removal of the especially when pouring Copper alloys with lead, zinc or tin content on the inner wall of the mold precipitating oxides, e.g. B. by brushing is not necessary here.

Das Gießmetall wird nun in die so abgekühlte und mit der Isolierschicht versehene Kokille bei verhältnismäßig niedriger Temperatur gegossen, die von 'der jeweiligen Legierungszusammensetzung abhängig ist, aber wesentlich, z. B. etwa ioo bis 2oo° C, tiefer ist als die für Sandguß übliche Gießtemperatur. Infolge der niedrigen Temperatur des Gießmetalls verdichten sich die diesem beigegebenen Zusätze schlagartig und bilden auf der Oberfläche des Gußstückes eine durchsichtige, in sich zusammenhängende, dünne Schicht, die sich unlöslich mit dem Gußstück verbindet und dieses allseitig umschließt. Diese' Schicht sa-vie die von den isolierenden Stoffen des Bades an der Innenfläche der Kokille gebildete Isolierschicht, die amorph ist und kleinste Luftmengen einschließt, daher eine hohe Wärmeisolierung aufweist, unterbinden kurzzeitig die Wärmeableitung beim Eingießen des Gießmetalls, so daß das Gießmetall trotz seiner niedrigen Temperatur die Kokille in allen Ecken und Winkeln völlig ausfüllt und ein eckenscharfes, maßgenaues Gußstück ergibt. Es känuien daher auch dünnwandige Teile mit einer Wandstärke von etwa i nun und darunter als Fertiggußstü.cke hergestellt werden. Bei Gußstücken mit großen Querschnittsunterschieden tann durch stellenweises Entfernen der Iso-1ierschicht an einzelnen Teilen der Kokille Beine raschere Wärmeableitung herbeigeführt Werden, um das Auftreten störender Spannungen in dem Gußstück zu vermeiden.The casting metal is now in the so cooled and with the insulating layer provided mold cast at a relatively low temperature, which of 'the depends on the respective alloy composition, but is essential, e.g. B. about ioo up to 2oo ° C, lower than the usual casting temperature for sand casting. As a result of the low At the temperature of the casting metal, the additives added to it condense suddenly and form on the surface of the casting a transparent, coherent, thin layer that is inextricably bonded to the casting and this on all sides encloses. This' layer sa-vie that of the insulating materials of the bath The insulating layer formed on the inner surface of the mold, which is amorphous and smallest Traps air, therefore has a high level of thermal insulation, prevent briefly the heat dissipation when pouring the casting metal, so that the casting metal in spite of it low temperature completely fills the mold in all nooks and crannies and a sharp-edged, dimensionally accurate casting results. Thin-walled ones can therefore also be used Parts with a wall thickness of about i now and below are produced as finished castings will. In the case of castings with large differences in cross-section, there are some Removal of the insulating layer on individual parts of the mold legs, faster heat dissipation Are brought about in order to avoid the occurrence of disruptive stresses in the casting.

Die Erfindung hat den weiteren Vorteil, daß die Kokille eine große Lebensdauer hat und einem sehr geringen Verschleiß ausgesetzt ist, da sie sowohl durch die durch das Bad erzeugte Isolierschicht als auch durch die auf der Oberfläche des Gußstückes sich bildende dünne Schutzhaut gut vor den Einwirkungen des Gießmetalls geschützt wird, wobei sich auch die niedrigen Temperaturen des Gießmetalls und der Kokille günstig aus--wirken. Nach den praktischen Erfahrungen beginnt der Verschleiß frühestens nach etwa 2o ooo Abgüssen.The invention has the further advantage that the mold has a large Has a service life and is subject to very little wear and tear, as it is both through the insulating layer created by the bath as well as through that on the surface The thin protective skin that forms on the casting is well protected from the effects of the casting metal is protected, with the low temperatures of the cast metal and the The mold has a favorable effect. After practical experience, wear and tear begins at the earliest after about 20,000 castings.

Die Temperatur der Kokille wird nach der Zusammensetzung der sich vergießenden Kupferlegierung gewählt. Bei Messing oder einer anderen zinn- oder zinkhaltigen Kupferlegierung beträgt die Temperatur der Kokille etwa ioo° C, während bei bleihaltigen Kupferlegierungen eine niedrigere Temperatur der Kokille, etwa 5o bis 8o° C, gewählt wird.The temperature of the mold is determined according to the composition of the mold cast copper alloy was chosen. In the case of brass or another tin or zinc-containing copper alloy, the temperature of the mold is about 100 ° C, while with lead-containing copper alloys a lower temperature of the mold, for example 5o to 8o ° C, is selected.

Die Menge der dem Gießwerkstoff beigegebenen Zusätze wird nicht höher als 3 0/0 gewählt. Bei Verwendung von Aluminium wird der Schmelze etwa i oto hiervon beigefügt, während andere Stoffe, z. B. Beryllium, in wesentlich kleineren Mengen, z. B. etwa o,oi %, beigegeben werden.The amount of additives added to the casting material does not increase chosen as 3 0/0. When using aluminum, the melt is about i oto of this attached, while other substances, e.g. B. beryllium, in much smaller quantities, z. B. about o, oi%, are added.

Das Gießen in eine kühle Kokille ergibt bekanntlich ein dichtes Gefüge des Gußstückes; außerdem wirken die Zusätze zum Gießwerkstoff desoxydierend, dadurch erhalten die Gußstücke eine große Korrosionsfestigkeit.As is well known, pouring into a cool mold results in a dense structure of the casting; In addition, the additives to the casting material have a deoxidizing effect the castings are given a high level of corrosion resistance.

Durch die Erfindung ist es möglich, auch Kupferlegierungen mit starken Verunreinigungen, z. B. Altmessing, Sammelmessing o. dgl., zu hochwertigen Erzeugnissen zu vergießen, so daß die -wirtschaftliche Ausnutzung der Altstoffe erheblich gesteigert wird.The invention makes it possible to also use copper alloys with strong Impurities, e.g. B. antique brass, collective brass or the like. To high-quality products to shed, so that the economic utilization of the old materials increased considerably will.

Claims

PATENT CLAIM: -Process for producing finished castings from Copper alloys im. Continuous operation by means of metal molds, with the casting material small amounts of silicon to form a fine oxide layer on the casting, Manganese, aluminum, beryllium, thorium, magnesium and calcium, individually or in any desired form Mixtures are added, characterized in that the alloy at a Temperature, which is below the casting temperature usual when casting in sand molds, cast is, and the permanent molds before each casting process in a water bath that the Contains substances that reduce heat flow in finely divided states, to about zoo ° C to be cooled, so that on the inner surface of the poured mold a Protective coating forms.