DE974552C

DE974552C - Verfahren zur Vorbehandlung von Einsatzteilen aus Eisen oder Stahl fuer den Guss von Werkstuecken aus Aluminium oder Aluminiumlegierung

Info

Publication number: DE974552C
Application number: DEV4657A
Authority: DE
Inventors: Erhard Dr Phil Herrmann
Original assignee: ALUMINIUM GIESSEREI VILLINGEN
Current assignee: ALUMINIUM GIESSEREI VILLINGEN
Priority date: 1952-06-07
Filing date: 1952-06-07
Publication date: 1961-02-02

Description

AUSGEGEBEN AM 2. FEBRUAR 1961

V 4657 VI148 b

Baiingen

Es sind Verfahren bekannt, nach denen Schwermetallteile, insbesondere Eisen- und Stahlteile, mit einem Überzug aus Aluminium oder Aluminiumlegierung versehen werden, bevor sie als Einsatzteile beim Guß von Werkstücken aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen Verwendung finden.

Nach einem dieser Verfahren, das z. B. in der USA.-Patentschrift 2 396 730 beschrieben ist, werden die gereinigten Einsatzteile aus Eisenmetall zunächst in eine auf 830 bis 880⁰C überhitzte Schmelze von Aluminium oder Aluminiumlegierung unter Beobachtung bestimmter Maßnahmen zur Fernhaltung der Aluminiumoxydhaut getaucht. Es bildet sich sehr rasch eine Ferro-Aluminiumschicht an der Oberfläche der Schwermetallteile. Die Eintauchdauer richtet sich vor allem nach der Dicke der zu überziehenden Teile, da diese zur Erzielung einer guten Bindung die günstigste Legierungstemperatur annehmen müssen, was bei dünnen Gegenständen selbstverständlich rascher vor sich geht als bei massiven. Die Teile werden herausgenommen und abgekühlt, bevor die Ferro-Aluminiumschicht, die im Bade infolge der Diffusionsvorgänge ständig wächst, zu stark ist. Das Abkühlen geschieht durch Überführen in eine zweite Schmelze, die auf 540 bis 675⁰C gehalten wird. Da die Schmelztemperatur des Aluminiums 685⁰C beträgt, zieht man es daher vor, für das zweite Bad eine niedrigschmelzende Legierung zu benutzen, z. B. der Gattung G Al-Si. In dieser Schmelze verbleiben nun die Teile, bis man sie in die Gießform einsetzen kann. Infolge der tieferen Temperatur ist das Weiterwachsen der Ferro-Aluminiumschicht praktisch unter-

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bunden, und beim Überführen in die Gießform findet keine starke Oxydation des im zweiten Bad entstandenen Aluminiumüberzuges statt. Die vorbehandelten Schwermetallteile lassen sich dann durch An- oder Umgießen mit Aluminium oder Aluminiumlegierung einwandfrei verbinden.

Nach dem deutschen Patent 804 636 bildet sich die

Zwischenschicht aus Ferro-Aluminium bei bedeutend niedrigeren Temperaturen, wenn für das erste Bad zinkhaltige Aluminiumlegierungen verwendet werden.

Es genügen schon Zinkgehalte von etwa 3%. Bei Benützung einer Aluminiumlegierung mit 6 bis 10 °/₀ Zink kann die Behandlung in einem Schmelzbad von 600 bis 750⁰C durchgeführt werden, je nach der Zusammensetzung des Einsatzteiles; für Walzeisen kommen Temperaturen zwischen 600 und 650⁰C in Betracht, für Stahl solche zwischen 650 und 700⁰C und für Grauguß zwischen 700 und 750⁰C. Infolge der niedrigeren Temperaturen sollen die Einsatzteile längere Zeit im Schmelzbad verbleiben können, ohne daß die Gefahr des Inlösunggehens des Eisens besteht. Auch sollen die aus dem Bad genommenen Teile bei der niederen Temperatur und infolge des Zinkgehaltes der Aluminiumlegierung keine Neigung zur Oxydation zeigen. Ein zweites Bad zur Verstärkung der Aluminiumschicht könne daher entfallen.

In der erwähnten deutschen Patentschrift wird außerdem darauf hingewiesen, daß die vorbehandelten Einsatzteile nach beliebiger Lagerzeit in wieder angewärmtem Zustand in die Gießform eingelegt und umgegossen werden können. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß man wohl in den meisten Fällen die Einsatzteile unmittelbar nach dem Herausnehmen aus der Aluminium- oder Aluminiumlegierungsschmelze in die Gießform einsetzen und mit Aluminium oder Aluminiumlegierung umgießen muß, denn sonst kann eine einwandfreie Bindung nicht gewährleistet werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht nun die praktisch beliebig lange Lagerung von tauchaluminisierten Einsatzteilen aus Eisen oder Stahl. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß die Einsatzteile nach der Herausnahme aus der Aluminium- oder Aluminiumlegierungsschmelze rasch und für kurze Zeit in eine Zinn- oder Kadmiumschmelze getaucht und nach Herausnahme aus der Zinn- oder Kadmiumschmelze sofort abgekühlt werden. Selbstverständlich kommen hier auch niedrigschmelzende Legierungen dieser Metalle in Frage.

Es findet eine gute Bindung des Überzuges auf dem Aluminium statt, die sich sonst auf Aluminium nur mit Hilfe besonderer Maßnahmen, z. B. durch Aufbürsten oder Erzeugung einer besonderen metallischen Zwischenschicht, erreichen läßt.

Wenn eine Zinnschmelze benutzt wird, so sorgt man dafür, daß sie eine Temperatur von etwa 270 bis 290° C hat. Die Oberfläche des Zinnbades kann in bekannter Weise mit Gemischen aus Zinkchlorid und Natriumchlorid bedeckt sein.

Es ist wesentlich, daß die Überführung aus der Aluminiumschmelze in die Zinn- oder Kadmiumschmelze rasch erfolgt, damit eine zu rasche Oxydation der Aluminiumoberfläche vermieden wird. Außerdem dürfen die tauchaluminisierten Teile nur sehr kurze Zeit in der Zinn- oder Kadmiumschmelze bleiben, z. B. eine oder wenige Sekunden, sonst löst sich die Aluminiumschicht im Metallbad auf.

Nach der Verzinnung oder Kadmierung wird rasch abgekühlt, vorteilhafterweise durch Abschrecken in Wasser.

Vor dem Einsetzen in die Gießform werden die erfindungsgemäß behandelten Teile erwärmt, es sei denn, es handle sich um sehr dünne Teile, die in gewissen Fällen kalt eingesetzt werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch auf tauchaluminisierte Einsatzteile aus Kupfer und Kupferlegierungen anwenden, doch ist es im allgemeinen nicht notwendig, die Einsatzteile aus Kupfer oder Kupferlegierungen mit einer metallischen Zwischenschicht vor dem Einsetzen in die Gießform zu versehen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Vorbehandlung von aluminierten Einsatzteilen aus Eisen oder Stahl für den Guß von Werkstücken aus Aluminium oder Aluminiumlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile nach Herausnahme aus der Aluminiumschmelze rasch und für kurze Zeit in eine Zinn- oder Kadmiumschmelze getaucht und nach Herausnahme aus der Zinn- oder Kadmiumschmelze sofort abgekühlt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abkühlen durch Abschrecken in Wasser erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 804 636, 860 303,

863 888; USA.-Patentschriften Nr. 1 807 689, 2 123 181;

Machu, »Metallische Überzüge«, 1948, S. 270, 274,

359. 360.

© 009 695/13 1.61