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Verfahren zum Nachgießen von Leichtmetallbarren Es ist bekannt, daß
sich beim Gießen .von Leichtmetallbarren, insbesondere von Barren oder Blöcken aus
Aluminium, sog. Lunker bilden, die sich gerade bei diesem Metall besonders schädlich
auswirken. Während es z. B. beim Eisenguß leicht möglich ist, die nicht sehr starke
Erstarrungskruste über den Lunkern zu durchbrechen und durch Nachgießen von. Eisen
ein homogenes Gußstück herzustellen, so bedarf es doch auch hierbei schon großer
Sorgfalt. Weit schwieriger liegt der Fall bei einem stärker schwindenden Metall,
insbesondere bei Leichtmetallen, und namentlich bei Aluminium. Die Hauptschwierigkeiten
liegen hier darin, daß der Guß schnell oberflächlich oxydiert, und d.aß eine Gasaufnahme
stattfindet, so daß durch beide Ursachen eine feste Verbindung zwischen der nachgegossenen
Metallmenge und dem Hauptteil des Blocks nicht mehr eintritt, und dann beim Walzen
der nachgegossene Materialpfropfen wieder herausschießt.
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Unter diesen Umständen war es bisher nicht zu vermeiden, daß insbesondere
bei Aluminiumguß sehr große Verluste stattfanden. Das machte sich um so unangenehmer
bemerkbar, als die Mängel gewöhnlich erst in einem späteren Arbeitsstadium entdeckt
wurden, wenn nämlich die durch Auswalzen erhaltenen Bleche nicht zu benutzen waren.
Hier trat dieser Fehler nach dem Glühprozeß in Form von großen Blasen oder in Form
N an Oxydeinschlüssen oder durch Abtrennung des nachgegossenen Metalles äußerst
verlustbringend in Erscheinung. Zur. Vermeidung dieses letzteren Materialfehlers
könnte man Nachgießmetall in einem gesonderten Schmelzofen auf einer höheren Temperatur
halten. In der Praxis bereitet diese Möglichkeit jedoch dadurch sehr große Schwierigkeiten,
da das Nachgießmetall in analytischer Beziehung nicht genau dieselbe Zusammensetzung
haben kann wie das Metall aus dem Schmelzofen für den Barrenguß. Außerdem besteht
bei einem überhitzten N achgießmetall die große Gefahr, daß im nachgegossenen Teile
des Barrens doch noch eine Gasaufnahme stattfindet.
Schon aus diesem
Grund war at-ch ein für das Nachgießen von Eisen oder Kupfer geniachtzr Vorschlag
hier nicht zu verwenden. das zum Nachgießen bestimmte Metall so hoch wie möglich
zu überhitzen.
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Andererseits hat inan auch llaßnaliinen getroffen, alle \acliteile
dadurch ztt vcrnieiden, daß man eine Abkühlung des Kokilleninhaltes in unerwünschter
Richtung zu verhindern versuchte, indem man den Fornicnboden besonders rasch kühlte
oder umgekehrt den oberen Teil der Form besonders waren hielt. Man hat auch Kühlkokillen,
Kippkokillen und Kokillen finit seitlichem Einguß konstruiert, uni damit die Schmelze
itniner so langsam einzuführen, daß mir immer eine dünne Schicht in der Form noch
flüssig war. Doch könnten diese 'Maßnahmen nur beschränkte Anwendung finden, und
das namentlich bei einem so stark schwindenden .Material wie Aluminium. Selbstverständlich
ist es auch, daß wenn Leichtmetallbarren mit zu kaltem Metall nachgegossen werden,
dal3 sich dann das Nachgiel:ünetall nicht finit dem Barren verbindet.
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Aber auch noch ein anderer, wichtiger Unistand war zu beachten. Bei
der Durchführundes Nachgießens mußte inan sich auch des richtigen Werkzeuges bedienen.
'Man konnte hierbei nicht so verfahren, daß inan einen Gießkessel oder fahrbaren
Tiegelofen v erwendet hätte, tlen man etwa von einer festen Längsführung hätte tragen
lassen. Eine solche Vorrichtung wäre viel zu schwerfällig und zum Nachgießen gar
nicht zu benutzen. Zitni Nachgießen kann nur ein handlicher, in jede Stellung zu
bringender Gießlöffel verwendet werden. Es ergab sich also hierdurch die Notwendigkeit,
zum Nachgießen von Leichtmetallbarren das nachzugießende Metall mittels regelbar
zu beheizenden Gießlöffels stetig und ohne L`berhitzung des nachzugießenden Metalles
zuzuführen.
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Es ist bekannt, Gießtiegel oder Kokillen anzuwärmen oder auch ortsfeste
Gießrinnen warm zu halten, aber diese 'Maßnahmen sind zum Nachgießen von Leichtmetallbarren
nicht geeignet.
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Es kommen an sich -zwei Ausführungsformen in Betracht, nämlich einmal
mittel elektrischer @@' itlerstan<islieizung, das andere \4a1 mittels Gasheizung.
Praktisch empfiehlt sich aber nur die erstere, da es auf eine genaue Temperaturregelung
des Löffelinhaltes ankommt und sowohl eine zu starke Abkühlung, als auch eine t'berhitzung
vermieden werden muß. Eine Ausführungsform eines elektrisch beheizten Gießlöffels
nach der Erfindung ist in Abb. i und 2 im Längsschnitt und Draufsicht schematisch
und beispielsweise dargestellt. Hierbei ist i der eigentliche Löffel mit seitlichen
Ausgiissen 2; 3 ist der Löffelstiel mit Verlängerung ,4.
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Der Gießlöffel i, der im übrigen beliebig ausgestaltet sein kann,
besteht in der gezeichileten Ausführungsform innen, bei 5, .aus einem Baustoff,
der gegen das flüssige Metall genügend widerstandsfähig ist, und für den namentlich
Graphit in Frage kommt. Es kann aber auch Chroninickelstahl oder Chromguß oder ein
hoch hitzebeständiger, insbesondere temperaturwechselbeständiger Werkstoff aus Email
sein. Min Falle man Eisen verwendet, muß dies finit einer Schutzauskleidung aus
pulverisiertem Graphit oder aus Schlämmkreide versehen werden.
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Uni den so hergestellten inneren Gießlöffel herum sind die Heizspiralen
6 angeordnet, die in Isolierstoffen 7, wie Asbestmassen o. dgl., liegen. Außen folgt
dann noch ein 'Mantel S aus Eisenblech, Stahlblech, Gußeisen oder einem sonst geeigneten
Baustoff.
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Der Löffelstiel 3 In tellt zweckmäßig aus einem Eisenrohr 9, <las
mit Isoliermasse to gefüllt ist und in dieser die beiden Stromleitungen ii enthielt.
Die Verlängerung .T des Stiels kann auch Holz sein, um sie bequemer anfassen zti
können. Sie läßt in Bohrungen die Leitungen io durchgehen. Die Verbindung zwischen
3 und :4 braucht nicht lösbar zu sein. 12 sind die Kontakte, um die Vorrichtung
an eine passende Strohquelle anzuschließen. Hier muß auch ein regulierbarer Heizwiderstand
eingeschaltet «erden, der nicht nietgezeichnet ist; denn cla die Temperatur des
flüssigen Nachgießinetalls bei Beinaluminium wie auch bei Aluminiumlegierungen in
gewissen Grenzen schwankt, so muß der Nacligiel31öffel für jeden hier in Betracht
kommenden 7weck regulierbar sein, wozu eben ein solcher Heizwiderstand benötigt
wird.