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Verfahren zum Abdichten von Gußstücken Bei der Erstarrung von Gußstücken
bilden sich bekanntlich Poren im kristallinen Gefüge, deren Größe von makroskopisch
sichtbaren Lunkerstellen bis zu erst mikroskopisch erkennbaren Hohlräumen (sog.
Mikrolunker) schwankt. Die letztere Porenform ist deshalb besonders gefährlich,
weil sie nicht nur zur Undichtigkeit der Gußstücke Anlaß gibt, sondern auch die
gefürchtete Tiefenkorrosion bedingt. Die Abdichtung solcher Fehlstellen im Gefüge
von Gußstücken hat man bisher dadurch zu erreichen versucht, daß man die Gußstücke
unter Druck mit porenfüllenden Mitteln behandelte, wobei u. a. vorgeschlagen wurde,
die Poren bei erhöhten Temperaturen entweder mit niedrigschmelzenden, bei Raumtemperatur
festen Metallegierungen oder mit nichtmetallischen Stoffen, wie Lösungen von Zellon
in Aceton oder Natriumsilicat, auszufüllen. Es wurde auch vorgeschlagen, Lösungen
von quellbaren Stoffen zu verwenden, aus denen das Lösungsmittel anschließend verdampft
wurde. Diese Verfahren sind jedoch, selbst bei Anwendung sehr hoher Drucke, unbefriedigend,
weil die in den feinen Poren der Gußstücke eingeschlossenen Gase (insbesondere Luft)
dem Eindringen der porenfüllenden Flüssigkeiten einen sehr großen Widerstand entgegensetzen.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abdichtung von Gußteilen
durch Behandlung mit Lösungen von organischen Feststoffen in flüchtigen Lösungsmitteln
mit anschließender Verdampfung der letzteren, das diese Nachteile vermeidet. Ausgehend
von der Erkenntnis, daß es für die Abdichtung von Poren in Gußstücken wesentlich
darauf ankommt, den Widerstand, den die in den Poren
eingeschlossene
Luft dem Eindringen solcher Lösungen entgegensetzt, zu verringern, wird die Luft
aus den Poren zunächst in bekannter Weise durch Anwendung eines Unterdrucks entfernt
und anschließend die Oberfläche der Gußstücke mit der Flüssigkeit unter Aufrechterhaltung
des Unterdrucks in Berührung gebracht. Es wurde aber weiter erkannt, daß es auch
auf die Natur des Lösungsmittels wesentlich ankommt. Verwendet man nämlich leichtflüchtige
Lösungsmittel, so wirkt sich die bevorzugte Verdampfung derselben in den der Luft
unmittelbar ausgesetzten Oberflächenteilen des Gußstückes in einer Filmbildung aus,
die die weitere Verdampfung des Lösungsmittels aus den feineren Verästelungen und
tiefer gelegenen Teilen der Poren verhindert. Wählt man dagegen schwerflüchtige
Lösungsmittel, so geht ihre Verdampfung außerordentlich langsam vor sich, es sei
denn, daß man sie durch Anwendung erhöhter Temperaturen beschleunigt. Gerade hierdurch
wird aber wiederum eine oberflächliche Filmbildung gefördert. Diese Filmbildung
hat den Nachteil, daß bei gelegentlichen Erwärmungen der Gußstücke, während des
Gebrauchs oder bei der Verarbeitung, durch das Verdampfen des Lösungsmittels aus
den tiefer gelegenen Teilen der Poren der Zusammenhang der Dichtungsschicht und
damit auch die Dichtigkeit des Gußstückes selbst wieder in Frage gestellt wird.
Es kommt also erfindungsgemäß darauf an, die Natur des Lösungsmittels für den abzudichtenden
Feststoff und die Behandlung während der Zeit des Trocknens aufeinander abzustimmen.
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Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe dadurch gelöst wird, daß man
den in den Poren abzulagernden Feststoff in einem Gemisch von mindestens zwei Lösungsmitteln
verschiedener Flüchtigkeit gelöst verwendet und den Trocknungsvorgang derart durchführt,
daß die Entfernung des Hauptteils des leichter flüchtigen Lösungsmittels durch Lagermassen
des Gußstückes bei gewöhnlicher Temperatur und an der Luft bewirkt wird, worauf
eine kurze Trocknungszeit bei erhöhter Temperatur angeschlossen wird, durch die
auch die letzten Reste insbesondere des schwerer flüchtigen Lösungsmittelanteils
entfernt werden.
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Als porenfüllende Feststoffe werden indif-Ferente polymere organische
Verbindungen, insbesondere Polyvinylchloride, verwendet, wobei jedoch deren Polymerisationsgrad
nicht so hoch sein soll, daß die (mit dem Polymerisationsgrad zunehmende) Zähflüssigkeit
der Lösung das Eindringen des gelösten Stoffes in die feinsten Verästelungen der
Poren des Gußstückes verhindert. Für Polyvinylchlorid hat sich beispielsweise ein
Polymerisationsgrad entsprechend einem Viscositätswert nach Höppier von 28 bis 29
als besonders geeignet erwiesen, doch können, wenn es sich um die Ausfüllung gröberer
Poren handelt, auch höher polymere Verbinclungen mit entsprechend höherem Viscositätswert
mit Vorteil verwendet werden. Die angewendeten Lösungen selbst sollen eine möglichst
geringe Viscosität besitzen, um das Eindringen in die Poren unter der Einwirkung
des Unterdrucks zu erleichtern. Hierdurch ist die Auswahl aus den vorhandenen Lösungsmitteln
wesentlich bestimmt. Verwendet man Polyvinylchlorid als porenfüllenden Feststoff,
so eignen sich beispielsweise als Lösungsmittel Gemische von Cyclohexanon, Toluol
und Solventnaphtha. Eine besonders geeignete Zusammensetzung des Lösungsmittels
für Polyvinylchlorid ist beispielsweise ein Gemisch von 15 % Cyclohexanon,
2o % Toluol und 5o % Solventnaphtha, wobei 15 Teile Polyvinylchlorid in 85 Teilen
des Lösungsgemisches gelöst werden.
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Von Vorteil ist es, die Gußstücke, bevor sie mit der porenfüllenden
Lösung in Berührung gebracht werden, einer gründlichen Reinigung und Befreiung von
Wasser zu unterwerfen. Dies erfolgt zweckmäßig durch Abblasen mit Luft, um oberflächlich
anhaftende Verunreinigungen zu entfernen, und anschließendes Trocknen während etwa
1 Stunde bei 100'. Zur Vorbereitung der Behandlung mit der porenfüllenden Lösung
wird dann das Gußstück in ein Gefäß verbracht und in diesem während längerer Zeit,
beispielsweise 1 Stunde, in an sich bekannter Weise einem möglichst hohen Unterdruck
(beispielsweise 1o mm Hg abs.) ausgesetzt. Anschließend wird dann unter Aufrechterhaltung
des Unterdrucks die porenfüllende Lösung in das Gefäß zutreten gelassen und während
einiger Zeit (z. B. F Stunde) auf das Gußstück zur Einwirkung gebracht.
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Wie bereits ausgeführt, kommt es für die Trocknung nach erfolgter
Behandlung des Gußstückes mit der porenfüllenden Lösung darauf an, zunächst bei
Raumtemperatur die Hauptmenge der niedriger siedenden Bestandteile des Lösungsmittelgemisches
zu entfernen. Hierzu sind im Regelfalle mehrere Stunden erforderlich, beispielsweise
etwa 6 Stunden und mehr. Im allgemeinen genügt es, diesen Zeitabschnitt der Lufttrocknung
dann abzubrechen, wenn das behandelte Gußstück oberflächlich trocken erscheint.
Im anschließenden zweiten Teil der Trocknungszeit, bei der eine Erwärmung der Gußstücke
erfolgt, richten sich die anzuwendenden Temperaturen sowie die Behandlungsdauer
im wesentlichen nach der Natur der schwerer siedenden Bestandteile des Lösungsmittels,
Im
allgemeinen genügt hierfür eine Temperatur von 8o bis 9o° bei einer Dauer von etwa
einer Stunde.
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Die durch das Verfahren erzeugte Oberflächenbedeckung bietet nicht
nur einen Schutz vor dem Angriff der Gußstücke durch korrodierende Mittel, sondern
eignet sich auch vorzüglich als Grundlage für eine anschließende Lackierung.
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Für die Erzeugung einer vor Rostbildung schützenden Hülle auf gußeisernen
Gegenständen hat man bereits vorgeschlagen, die Gegenstände oberflächlich mit eisenlösenden
Flüssigkeiten zu beizen und die hierdurch freigelegte poröse graphitische Schicht
mit geeigneten Füllstoffen zu dichten. Um die letzten Reste der eisenlösenden Flüssigkeit
vor Abdichtung der graphitischen Schicht aus dieser durch Verdampfung zu entfernen,
hat man die Gußstücke im Anschluß an die Beizbehandlung einem Unterdruck ausgesetzt.
Im weiteren Verlaufe wurde dann die gereinigte graphitische Schicht mit einer Lösung
von Kautschuk oder anderen organischen Stoffen in flüchtigen Mitteln behandelt,
und endlich das Lösungsmittel durch Erwärmen entfernt. Die Ähnlichkeit dieses Verfahrens
mit dem vorliegenden ist jedoch nur eine äußerliche. Es ist aus dem erwähnten Vorschlage
nämlich nichts darüber ersichtlich, daß der Unterdruck auch während der Zuführung
der porenfüllenden Lösungen aufrechterhalten und damit den Zutritt derselben auch
zu den äußersten Oberflächenporen des Gußstückes ermöglichen sollte, ganz abgesehen
davon, daß diese Poren erst künstlich erzeugt wurden, und zwar durch ein Verfahren,
das überhaupt nur bei hoch kohlenstoffhaltigem Gußeisen anwendbar ist.
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Man hat weiter auch schon vorgeschlagen, zwecks Erlangung nicht rostender
Oberflächen an Eisenstücken eine Lösung einer stickstoffhaltigen Verbindung dadurch
bis in die feinsten Poren und Risse des Gußstückes einzuführen, daß man es in einen
luftleer gemachten Raum verbrachte und erst in diesem die Flüssigkeit auf das Gußstück
einwirken ließ. In jenem Falle kam es aber nicht darauf an, die Poren mit einem
aus einer Lösung abgeschiedenen Feststoff dicht zu erfüllen, als vielmehr darauf,
die Oberfläche des Gußstückes einschließlich der Porenoberflächen mit einer rostverhindernden
Schicht von Eisennitrid lückenlos zu bedecken, was dadurch erfolgte. daß aus der
aufgesaugten Lösung auf elektrolytischem Wege Stickstoff abgeschieden wurde, der
mit dem Eisen unter Nitridbildung reagierte. Auch dieses Verfahren ist also von
dem vorliegenden unterschieden und ist übrigens ebenfalls einer allgemeinen Anwendung
auf die Abdichtung von Poren an Gußstücken aus beliebigen Metallen nicht fähig.