NO151273B - Fremgangsmaate til fremstilling av en grafittform til bruk ved kontinuerlig stoeping av ikke-jern-metaller - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte til fremstilling av en grafittform til bruk ved kontinuerlig støping av ikke-jern-metaller.

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte til fremstilling av grafittformer av den type som anvendes ved kontinuerlig støping av ikke-jern-metaller, så som kobber-nikkel-legeringer, messing, bronse, nikkel, sølv etc. Ved anvendelse av slike former smelter man det metall som skal støpes, vanligvis i en elektrisk ovn, og det smeltede metall bringes til å flyte inn i en vannkjølt form som en kontinuerlig strøm, hvor det størkner og erholdes som en sammen-hengende støpt stang eller barre.

Ved mange anvendelser er det viktig å oppnå en glatt overflate på den kontinuerlig støpte stang eller barre. For å oppnå dette fremstiller man ofte formene av grafitt med høy densitet, og slike former er kostbare. Under bruken vil formene gjerne slites meget hurtig, og det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangs-

måte til fremstilling av slike former ved hvilken det erholdes former med harde sliteflater, hvorved formenes leve-

tid eller brukstid forlenges betydelig.

Fra U.S. patent 3091548 er det kjent en fremgangs-

måte til påføring av høy-temperatur-belegg på et underlag som enten kan være av et uedelt metall eller grafitt. Ved denne fremgangsmåte består beleggene av et første lag av metall, et antall intermediære belegg av gradvis økende mengder av varmefast materiale og gradvis avtagende mengder av metall, samt et topp-belegg av varmefast materiale.

Videre er det fra U.S. patent 3266107 kjent å på-

føre flerlagsbelegg på overflaten av en metallform. Beleggene innbefatter et basis-lag av et ledende materiale som er metallurgisk bundet til form-overflaten, og ytterligere belegg av varmefast materiale.

Den foreliggende oppfinnelse tar sikte på oppnåelse

av forbedrede belegg som gir forbedrede sliteegenskaper.

Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte til fremstilling av en grafittform til bruk ved kontinuerlig støping av ikke-jern-metaller, hvor formen har sliteflater, og frem-gangsmåten er karakterisert ved at sliteflatene påføres et første lag av aluminium eller en blanding av aluminium og aluminiumoksyd og deretter påføres et andre lag av aluminiumoksyd, idet begge lag påføres ved plasma- eller forbrennings-flammesprøyting.

Det første lag påføres fortrinnsvis til en tykkelse i området 76 - 127 ym, og den andre lag påføres til en tykkelse på høyst 254 ym.

Det andre lag kan med fordel påføres i to trinn,

idet man i det første trinn anvender et grovkornet aluminiumoksyd alene eller blandet med aluminium, og i det annet trinn anvender et finkornet aluminiumoksyd. Det grovkornede aluminiumoksyd kan hensiktsmessig bestå av partikler som passerer gjennom en sikt med maskeåpninger på 150 ym, og det finkornede aluminiumoksyd kan hensiktsmessig bestå av partikler som passerer gjennomen sikt med maskeåpninger på 50 ym.

Etter at det siste belegg er påført, blir beleggene fortrinnsvis sintret eller brent i en inert atmosphære. Brenningen utføres fortrinnsvis ved en temperatur på høyst 1500°C i opptil 60 minutter. Den belagte form underkastes fortrinnsvis en avsluttende slipe - eller poleringsoperasjon, hvorved overflatedefekter fjernes.

Tegningen viser en grafittform for kontinuerlig støping av nikkel-jern-metaller, hvor fig. 1 viser et isometrisk riss av formen, fig. 2 er et grunnriss av halve formen og viser dennes innvendige flater, og fig. 3

er et snitt etter linjen III-III på fig. 2.

Formen på fig. 1 består av to deler 10 og 11, som begge er fremstilt av grafitt med høy densitet ved maskinell bearbeidelse. Disse to deler er slik utformet at de sammen danner en kanal 12, til hvilken en strøm av smeltet metall tilføres. Det smeltede metall størkner idet det strømmer gjennom formen og er relativt hardt når det er kommet omtrent halvveis gjennom formen. Ved kontinuerlig støping uttas metallet etter å ha passert gjennom formen, som en kontinuerlig barre, hvis tverrsnittdimensjoner eksempelvis kan være 20 cm x 1,3 cm. Deretter kan barren valses til plater, eksempelvis for fremstilling av mynter som stanses ut fra platematerialet.

Under bruken vil overflaten av den første halvdel

av formen, merket 13 og 14 på fig. 2, hurtig eroderes og slites, fordi det er her metallet er smeltet og meget varmt.

I henhold til oppfinnelsen blir i det minste den første halvdel av formens bunnflater og toppflater og også de fremre kanter 14 belagt med et slitasjemotstandsdyktig lag ved termisk og/eller væskebeleggnings-teknikk.

De følgende eksempler vil ytterligere belyse oppfinnelsen.

Eksempel 1

Den halve grafittform som er vist på fig. 2 ble maskert slik at bare de områder som er merket med 13 og 14,

ble eksponert. En blanding av aluminium og alumina bestående av 50% aluminium og 50% alumina ble så sprøytet på området 13 ved hjelp av en plasma-sprøytepistol av den type som leveres av Metco Inc. og som av Metco er gitt betegnelsen "Type 7M". Under anvendelse av denne plasma-sprøytepistol ble det påført et lag av aluminium/alumina med en tykkelse mellom 76 ^,um og 127 yum. Deretter ble et annet lag av grovkornet alumina

(partikkelstørrelser som passerte maske-åpninger på 150 ym)

påført, idet dette annet lag hadde en tykkelse på maksimalt 254 ^um. Et tredje og avsluttende belegg ble så påført bestående av finkornet alumina (partikkelstørrelser som passerte maske-åpninger på 50 ym ) med en tykkelse på høyst 127 ^um.

Eksempel 2

Det samme system ble anvendt med unntagelse av at det første lag bestod av aluminium, det annet lag av en 50:50 blanding av aluminium og alumina, og det tredje lag bestod av alumina.

I hvert av disse eksempler kan det avsluttende lag

av alumina erstattes med alumina inneholdende 2% titandioksyd, hvorved en hardere overflate oppnås.

I hvert tilfelle blir beleggene, etter at det avsluttende belegg er påført, sintret eller brent i en inert atmosphære i en elektrisk ovn. Brenningen utføres ved en temperatur opp til 1500°C i opp til 60 minutter. Spesielt kan belegget brennes i en time ved 800°C eller eksempelvis i 20 minutter ved 1300°C. En avsluttende sliping eller polering kan anvendes, hvorved eventuelle overflatedefekter kan elimineres.

Ved anvendelse av denne fremgangsmåte vil ikke bare formens brukstid eller levetid forlenges, men den grafitt som anvendes for fremstilling av formen, kan være et bil-ligere materiale uten spesielt høy densitet. Det er blitt funnet at man ved å bruke et første lag av aluminium og et annet lag av alumina oppnår bedre adhesjon og motstands-dyktighet mot termisk sjokk enn hva som oppnås ved sprøyting av alumina direkte på grafitten. I noen tilfeller, særlig når man anvender termisk påsprøyting, er det blitt funnet at det ikke er nødvendig å øke bindingen ved sintring som beskrevet ovenfor.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av en grafittform til bruk ved kontinuerlig støping av ikke-jern-metaller, hvor formen har sliteflater, karakterisert ved at sliteflatene påføres et første lag av aluminium eller en blanding av aluminium og aluminiumoksyd og deretter påføres et andre lag av aluminiumoksyd, idet begge lag påføres ved plasma- eller forbrenningsflammesprøyting.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det første lag påføres til en tykkelse mellom 76 og 127 ym, og det andre lag på-føres til en tykkelse på høyst 254 <y>m.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det andre lag påføres . i to trinn, idet man i det første trinn anvender et grovkornet aluminiumoksyd alene eller blandet med aluminium, og i det annet trinn anvender et finkornet aluminiumoksyd.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at når det siste belegg er påført, sintres eller brennes beleggene i en inert atmosphære.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at brenningen utføres ved en temperatur på høyst 1500°C i opptil 60 minutter.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at den belagte form underkastes en avsluttende slipe- eller poleringsoperasjon som fjerner overflatedefekter.