CH227140A - Verfahren zur Beseitigung der Mikrolunker in aus Kupferlegierungen bestehenden Formgussstücken. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Beseitigung der     Xikrolunker    in aus Kupferlegierungen  bestehenden     Formgussstüeken.       Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur  Beseitigung der     Mikrolunker    in aus Kupfer  legierungen bestehenden     Formgussstücken,     insbesondere solchen, die als druckdichte Ma  schinenteile     Verwendung    finden.  



  Die     Mikroporosität    von metallischen       Gussstücken    ist eine bekannte Erscheinung.  Sie beruht im wesentlichen darauf,     dass    die im  Gerüst der Primärkristalle auftretende Rest  schmelze bei ihrer Erstarrung Hohlräume  hinterlässt, deren Zahl und Grösse von der  Schrumpfung und der Viskosität der Rest  schmelze abhängen. Gegossene Maschinen  teile, die druckdicht sein sollen, sind natür  lich unbrauchbar, wenn Zahn und Grösse der       Mikrolunker    ein bestimmtes Mass überschrei  ten. Diese Tatsache     is6    bekannt.

   Man ver  sucht, durch erhöhten Giessdruck und durch  Zusätze, die die     Viskosität,der    Restschmelze  herabsetzen, die Bildung von     Mikrolunkern     zu vermeiden. Trotzdem müssen die Metall  giessereien bei     der    Herstellung     derartiger    ge-         gossener,        druckdichter    Maschinenteile immer  mit einem erheblichen, Ausschuss     rechnen;.     



  Die Erfindung ist bestrebt, diese Nach  teile zu beseitigen, und geht hierbei von  einer allgemeinen     metallkundlichen    Erkennt  nis aus: Besteht in einem Zwei- oder Mehr  stoffsystem einer Legierung im     festen,    Zu  stande gänzliche oder teilweise Löslichkeit  der beteiligten Komponenten, so können der  artige feste     Lösungen    oder Mischkristalle  auch auf dem Wege der Diffusion der festen  Metalle oder eines festen mit einem flüssigen  Metall, von der Berührungsstelle der beiden  Metalle ausgehend, erhalten werden. Über  zieht man z.

   B. auf galvanischem Wege  Kupfer mit Zink und glüht eine     Stunde    lang  zum Beispiel bei 800  C, so diffundiert das  flüssig gewordene Zink in den     Kupferkörper          unter        gleichzeitiger    Bildung von     Alpha-          mischkristallen.    Es entsteht also eine Rand  schicht aus Messing. Die Tiefe dieser Schicht  hängt allgemein von der Art     "des    Über-           zugsmetalles,    von dessen Menge, von der  Diffusionszeit und der Diffusionstempera  tur ab.  



  Die Erfindung beruht auf der Nutzan  wendung der Erkenntnis, dass ein     derartiger     Diffusionsvorgang mit einer     Volumenauf-          weitung    der Diffusionsschicht des behandel  ten Werkstückes verbunden ist. Diese Auf  weitung des Volumens ist annähernd propor  tional dem Volumen des diffundierten Über  zugsmetalles. Abweichungen von dieser Pro  portionalität sind dann zu     erwarten,    wenn  das spezifische Volumen der gebildeten  Mischkristalle von der Mischungsregel ab  weicht.  



  Die     Volumenaufweitung    der Diffusions  schicht, die von beliebiger Tiefe erzeugt wer  den kann, beseitigt, wie zahlreiche Ergeb  nisse zeigen, die     Mikrolunken.    Das erfin  dungsgemässe Verfahren, ist dadurch gekenn  zeichnet,     dass,    das     Gussstück    mit einem Über  zug aus einem Metall, z. B. aus Kupfer,  Zink, Zinn oder Aluminium, das mit dem  Metall des     Gussstückes        Mischkristalle    zu bil  den vermag, versehen und dann einer     Dif-          fusionsglühung    unterworfen wird.  



  Das Verfahren kann mit einiger Erfah  rung so durchgeführt     -"verden,    dass die     Volu-          menaufweitung    gerade dem Porenvolumen  entspricht, das heisst dass das Werkstück   innerhalb praktischer Toleranzen - selbst  massbeständig bleibt.  



  Mikroporöse Armaturen aus Messing  Ms 60 wurden mit     Überzügen    aus Zinn,  Kupfer, Zink .oder Aluminium versehen und  bei Temperaturen zwischen 750 und 800  C  je nach Wandstärke und Menge des Über  zugmetalles     etwa    1 bis 3 Stunden lang ge  glüht. Innerhalb dieser Zeit war die Diffu  sion beendet und die Armaturenteile waren  dicht. Die Ergebnisse waren unabhängig von  der Art der     Auftragung    des     rberzug-          metalles.    So ergab zum Beispiel galvanisch,  feuerflüssig oder in Pulverform aufgetrage  nes Zink in allen Fällen nach der Diffusion  die beabsichtigte     Volumenaufweitung    und  damit Beseitigung der Poren.

      Dieselben Ergebnisse wurden mit Zinn  bronzen und     Rotgusslegierungen    erzielt. Be  kanntlich neigen diese Legierungen stark zur       sogenannten        umgekehrten,        Blockseigerung,     das heisst zu einer Anreicherung zinnreicher  Restschmelze in den Aussenzonen des Werk  stückes.

   Diese Anreicherung zinnreicher  Restschmelze im Gereist der Primärkristalle  hat, aber infolge der     Erstarrungsschrump-          fung    der Restschmelze eine besondere starke  Bildung von Mikroporen zur Folge. Über  zieht man nun das Werkstück zum Beispiel  auf galvanischem Wege mit Kupfer, und  glüht bei     700     C je nach Wandstärke und  Menge des     Überzugmetalles    etwa l bis 4  Stunden,

   so diffundiert das Kupfer in die  Oberfläche und bildet mit den zinnreichen  Kristallen neue     Alphamischkristalle.    Durch  die Diffusion des Kupfers wird also gerade  an den zinnreichen und stark mikroporösen  Stellen     unter        Volumenaufweitung    ein neuer       Alphamischkristall    gebildet, was zur voll  kommenen Schliessung der Poren führt. Zink  überzüge ergeben eine dem Volumen des dif  fundierten Zinks entsprechende     Volumenauf-          @veit.ung,    wobei die Diffusionszeit wesentlich  kürzer ist, da bei derselben Diffusionstempe  ratur von 700  C das Zink in flüssigem Zu  stand eine wesentlich höhere Diffusions  geschwindigkeit besitzt als der feste Kupfer  überzug.  



  Es ist zweckmässig, die     Diffusions-          glühung    unter Ausschluss oxydierender Ein  flüsse vorzunehmen. Es empfiehlt sich nicht,  ein reduzierendes Schutzgas, z. B. Wasser  stoff anzuwenden, weil sich dieses bei hohen  Temperaturen bekanntlich in     Metallene    stark  löst. Bei Verwendung     inerter    Gase ist die  Glühbehandlung unwirtschaftlich. Bewährt  haben sich Salzbäder, z. B. aus Kalium- und       Natriumchlorid,    einerseits wegen ihrer  Billigkeit und leichten Handhabung, ander  seits aber auch wegen ihres besonderen  Verhaltens.

   Es konnte nämlich beobachtet  werden, dass die in einem Salzbad unter  Flüssigkeitsdruck vorgenommene Diffusion  schneller vonstatten geht als bei andern       Glühverfahren.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Beseitigung der Mikro lunker in aus Kupferlegierungen bestehen- den Formgussstücken, dadurch gekennzeich net, dass das Gussstück mit einem Überzug aus einem Metall, das mit dem Metall des Gussstückes Mischkristalle zu bilden vermag, versehen und dann einer Diffusionsglühung unterworfen wird. UNTERANSPRüCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Überzugs metall Kupfer verwendet wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Überzugs metall Zink verwendet wird. ä,. Verfahren; nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Überzugs metall Zinn verwendet wird. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Überzugs metall Aluminium verwendet wird. 5. Verfahren: nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Diffusions- glühung unter Flüssigkeitsdruck vorgenom men wird. 6-. Verfahren nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass die Diffusions- glühung in einem Salzbad vorgenommen wird.